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Les physiciens ont mis un point final à la mesure du frémissement magnétique du muon, une particule qui ne se comporte pas comme le prédit le manuel.
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Dans un immense anneau d'aimants près de Chicago, les muons tournaient comme des patineurs sur une patinoire. Mais au lieu de la musique, un champ magnétique, et au lieu de la rotation, un léger balancement du spin. Ce balancement, les physiciens l'appellent le moment magnétique anormal. Pour faire simple, le muon — le lourd cousin de l'électron — « frémit » légèrement dans un champ magnétique.
L'expérience Muon g-2 au Fermilab a mesuré ce frémissement avec une précision inégalée — jusqu'à 124 milliardièmes. Un tel niveau de sensibilité équivaut à peser un avion et à remarquer une mouche posée sur l'aile. Le résultat : la théorie et la pratique divergent. L'écart entre elles est comme si, dans une horloge, la journée durait une seconde de plus.
Le muon ne vit que 2,2 microsecondes, mais pendant ce temps, il réussit à faire 400 fois le tour d'un anneau de 14 mètres de diamètre.
Qu'est-ce que cela signifie ? Peut-être que des particules ou des forces non prises en compte sont responsables du frémissement du muon. Par exemple, des photons sombres ou des particules axions. Pour l'instant, ce ne sont que des conjectures, mais le résultat final de l'expérience est un casse-tête pour les théoriciens. Il ne crie pas à la découverte, mais il murmure avec insistance : « Il y a quelque chose ici ».
L'aimant de l'expérience est si stable que son champ ne variait pas plus d'un milliardième par heure.
Maintenant, le relais passe aux théoriciens. Ils devront soit trouver une erreur dans les calculs, soit admettre que le modèle standard n'est pas le dernier mot. L'anneau du Fermilab s'est refermé, mais l'histoire du frémissement magnétique ne fait que commencer.
Si le muon vivait non pas des microsecondes mais au moins une minute, il pourrait traverser de part en part un gratte-ciel entier, en interagissant à peine avec la matière.
Dans le roman « Contact » de Carl Sagan, les muons sont utilisés pour transmettre un message à travers l'épaisseur de la Terre — ici, ils deviennent eux-mêmes un message venu d'une physique inconnue.
a_{\mu} = \frac{g_{\mu} - 2}{2}
Le moment magnétique anormal du muon : le facteur g du muon moins 2, divisé par 2.
