Fondements de la nature

A l’Institut Paul Scherrer PSI, des chercheurs ont construit une chambre magnétiquement isolée du reste du monde dont les performances sont uniques au niveau planétaire. Leur objectif est de résoudre l’une des dernières énigmes sur l’origine de la matière et de répondre à la question fondamentale: pourquoi la matière, et par conséquent l’homme, existent-ils au sein de l’univers?

L’accélérateur de protons à haute intensité HIPA permet à l’Institut Paul Scherrer PSI de produire des particules élémentaires pour élucider la structure de notre univers. Les chercheurs utilisent des pions, des muons et des neutrons pour vérifier la validité du modèle standard de la physique des particules.

Les atomes exotiques, où des électrons ont été remplacés par d’autres particules, permettent de scruter en profondeur l’univers quantique. Au terme de huit ans de travail, une équipe internationale de chercheurs a réussi une expérience difficile à la source de pions du PSI: créer un atome artificiel appelé «hélium pionique».

A la source de neutrons ultra-froids du PSI, des chercheurs ont mesuré une propriété du neutron avec une précision inégalée à ce jour: son moment dipolaire électrique. Aujourd’hui encore, on cherche en effet à comprendre pourquoi il est apparu plus de matière que d’antimatière après le Big Bang.

Le Big Bang a été immédiatement suivi de l'apparition d'atomes de type béryllium 7. Dans tout l'univers, la plupart de ces atomes se sont désintégrés depuis belle lurette. Un échantillon de béryllium 7, produit artificiellement au PSI, vient d'aider les chercheurs à mieux comprendre les premières minutes de l'univers.

Aldo Antognini a la physique et la convivialité dans le sang. Aldo Antognini, chercheur au PSI, a reçu plus de 2 200 000 francs de l’UE pour sa nouvelle expérience. Son objectif: déterminer la répartition du magnétisme dans le proton. Pour y arriver, ce physicien des particules devra mettre ses talents scientifiques et techniques à contribution, mais aussi son entregent.

La rareté d’une désintégration de particules a été mesuréeDans le cadre de l’expérience MEG, des chercheurs du PSI sont à la recherche d’une voie de désintégration extrêmement rare de certaines particules élémentaires appelées muons. Pour être plus précis, ils chiffrent cette improbabilité. Leur tout dernier résultat: cette désintégration se produit dans moins d’un cas sur 2,4 milliards. Ce résultat permet aux physiciens théoriciens de trier, parmi les hypothèses visant à décrire l’univers, celles qui résistent à la confrontation avec la réalité.

Que fait un physicien lorsque son expérience nécessite un chronométrage d’une extrême précision? D’une précision telle que l’électronique existante n’est pratiquement d’aucun secours? Un chercheur de l’Institut Paul Scherrer PSI a décidé sans autre forme de procès de développer lui-même une solution: sa puce électronique de haute précision, baptisée DRS4, pourrait bien permettre de déchiffrer les lois physiques qui gouvernent notre univers tout entier. Incidemment, elle permet aujourd’hui déjà aux médecins de localiser des tumeurs cérébrales de manière extrêmement précise.

Notre univers est composé de nettement plus de matière que ce que les théories actuelles permettent d’expliquer. Ce fait représente l’une des grandes énigmes de la science moderne. Une manière de clarifier cette dissension passe par ce qu’on appelle le moment dipolaire électrique du neutron. Dans le cadre d’une coopération internationale, des chercheurs du PSI ont développé une nouvelle méthode pour aider à déterminer plus précisément ce moment dipolaire.

Teaser: Recherche sur les matériaux, physique des particules, biologie moléculaire, archéologie : depuis 40 ans, le grand accélérateur de protons de l’Institut Paul Scherrer (PSI) rend possible de la recherche de pointe dans différents domaines.

A partir de données mesurées au détecteur CMS au CERN, des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer ont observé pour la première fois, avec une certitude suffisante, le cas rare de la désintégration du méson B_s en deux muons. Ils ont également déterminé sa fréquence. Leurs résultats coïncident avec les prédictions du modèle standard de la physique des particules.