02/03/2015 - Un travail réalisé par des scientifiques de l'IFIC de Valence, couverture de Reviews of Modern Physics

Menéame

Le magazine avec le plus grand taux d’impact dans le domaine de la physique, Reviews of Modern Physics, a choisi un article élaboré par les scientifiques du Institut de physique corpuscular (IFIC, CSIC-UV) José Bernabéu Alberola et Fernando Martínez Vidal pour leur dernière couverture.

L’article, intitulé "Time-reversal violation with quantum-entangled B mesons"C’est l’un des Colloques Reviews of Modern Physics (RMP), l’un des magazinesPhysical Review, appartenant à la Société américaine de physique (APS). Ses articles de révision offrent un traitement approfondi d’un domaine de recherche, en examinant les travaux récents et les articles pertinents et en fournissant une introduction pour les étudiants de troisième cycle et les chercheurs d’autres domaines connexes.

Les Colloques, plus courts, décrivent des travaux récents d’intérêt général à la frontière de la physique avec impact dans plusieurs domaines différents. Pour cette publication, l’un des plus grands indices d’impact au niveau international est en avance sur la Nature y Science, les auteurs de l’IFIC ont inclus une figure, choisie maintenant pour la couverture de la revue, qui illustre les fondements de l’expérience qui a permis de vérifier directement et avec un haut niveau de signification la rupture de la symétrie temporelle dans les lois fondamentales de la physique.

Ce choix reflète l’impact de ce travail réalisé par la collaboration internationale BABAR del laboratoire SLAC (Stanford Linear Accelerator Center, États-Unis) et publié à la fin de 2012 dans le magazine Physical Review Letters. L’étude, proposée et conduite par des scientifiques de l’IFIC, a été choisie par les éditeurs de la revue comme Viewpoint in Physics. Seule une centaine d’environ 18.000 articles publiés chaque année par l’APS sont choisis.

Autres publications comme Physics Today, Nature, The Economist y Physics World ont publié des articles et des critiques sur ce résultat. Cette dernière, qui effectue chaque année les enquêtes qu’elle considère comme Top 10 de physique de l’année, a sélectionné ce résultat dans la troisième position de l’an 2012. La première position a été prise par le découverte du boson de Higgs pour les expériences ALTAS et CMS du CERN.

Les symétries, ou leur absence (rupture), sont une pierre angulaire de la compréhension des lois fondamentales qui régissent la nature. L’une des symétries les plus importantes, mais aussi les plus difficiles à détecter directement dans le laboratoire, est celle d’investissement temporaire. Nous disons qu’il y a symétrie sous investissement temporaire si les mêmes lois physiques sont valables à la fois pour un sens de votre mouvement et pour votre inverse, ce qui revient à dire qu’elles fonctionnent aussi bien en avant qu’en arrière dans le temps..

Cela n’a aucun rapport avec la flèche du temps macroscopique, si familier dans la vie quotidienne, mais plutôt affecte les lois quantiques qui régissent le monde microscopique. Pour une particule isolée, le passage du temps semble le même vers l’avant et vers l’arrière, c’est-à-dire que son mouvement est réversible ou temporairement symétrique. Cependant, cette symétrie se casse dans certains processus physiques, comme celui qui a été observé avec des mésons B, une particule composée d’un quark de type b (appelé beauté, beauty en anglais) et un antiquark de type d (appelé ci-dessous, down), par l’expérience BABAR en novembre 2012. Cette asymétrie est étroitement liée à une des propriétés les plus énigmatiques de la nature, la différence entre matière et antimatière..

L’observation directe de l’asymétrie temporelle a été possible grâce à la capacité unique de l’expérience à produire des paires entrelacées de mésons B. Deux particules se trouvent entrelacés lorsque ses propriétés quantiques ne sont pas indépendantes les unes des autres, même si elles sont séparées spatialement. Ce phénomène, l’un des plus étonnants de la mécanique quantique, a été présenté pendant longtemps comme un paradoxe (connu sous le nom de Einstein-Podolsky-Rosen, ou EPR).

Aujourd'hui, comme cela a été prouvé à titre expérimental, son utilisation s’est généralisée dans plusieurs domaines tels que celui de la des informations et de l’informatique quantiques. Dans cette expérience, on l’utilise pour mesurer l’état de l’un des mesons B. On peut déduire l’état du partenaire. Il a ainsi été possible de comparer certaines transitions entre les couples d’états de messons B et leurs transitions inversées et ainsi de vérifier qu’elles ne se produisent pas de la même manière.

Ref

"Time-reversal violation with quantum-entangled B mesons", J. Bernabéu and F. Martinez-Vidal. Rev. Mod. Phys. 87, 165 - Published 23 February 2015.

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