Ytterbium, un miralh ben brisat

Adaptat despi Pour la science, Maurice Mashaal

Un atòm e son imatge dins un miralh avèm pas exactament lei memas proprietats. Una còla californenca a mesurat aquela violacion de simetría dins atòms d'ytterbium.

Lo monde dei atòms e dei particulas elementaras destria la drecha e la seneca, coma mesuras sus lei desintegracions beta dau cobalt l'an mostrat tre 1957. En efèt, una dei quatre fòrças fondamentalas, l'interaccion febla, vehiculada per de particulas que lei dien bosons W e Z, viola la simetría dicha de paritat, qu'es una simetría dins un miralh acompanhat d'una rotacion de 180 gras. Autrament dich, unei processus fisics que fan entervenir l'interaccion febla son pas equivalents ai memes processus vists dins un miralh : siá lei situacions miralh existan pas brica, siá an una probabilitat diferentat de si produsir.

Dins lei atòms estables, l'efèt de violacion de la paritat es febla e dificil d'observar, bòrd que l'interaccion dominanta, e de luenh, es l'interaccion electromanhetica. Konstantin Tsigutkin e sei collègas, a Berkeley en Californía, l'an tot bèu just mesurat dins lei atòms d'ytterbium 174. Son amplituda es la pus elevada que foguèt observada dins d'atòms : coma l'avian predich mai que d'un fisician tre 1995, es aperaquí 100 fes mai granda qu'aquela mesurada embé lo cesium tre 1982, atòm d'estructura electronica simpla sus lo quau an puèei portat lei experiments lei pus precis (aquelei experiments an permit testar a energía bassa bassa lo modèle estandard de la fisica dei particulas).

L'idèia de basa dei experiments sus la violacion de la paritat dins lei atòms es endusir (per lo mejan d'un faissèu laser) e detectar de transicions d'un electron entre dos nivèus d'energía ben causits, la transicion estent enebida quora non pilham en compte l'interaccion febla existant entre l'electron e lo nogau atomic. Totun, l'existença d'aquela transicion balha una tras que pichona probabilitat de transicion. Per qu'aqueu efèt siágue mesurable, explica David Lhuillier dau CEA, l'amplificam per de camps electromanhetics exteriors. Aquelei endusísson d'un biais controlat de transicions electromanheticas embé lei qualei lei transicions feblas podran enterferar. Tre l'inversion d'aquelei camps exteriors,sonque lei processus ligats a l'interaccion febla serán modificats e, puèi, isolats en fasent la diferença entre lei configuracions diferentas.

Lei resultats de la còla californenca an l'òrdre de grandor esperat per lo modèle estandard de la fisica dei particulas (l'estructura electronica de l'atòm d'ytterbium es complexa e lei prediccions son donc aproximativas). L'interès de l'ytterbium es qu'en existan set isotòpes estables. Coma l'explica Marie-Anne Bouchiat, de l'Escòla normala superiora de la carrièra d'Ulm, a Paris, se si compara l'efèt de violacion de paritat dins d'isotòpes diferents, leis incertitudas ligadas a l'estructura electronica s'eliminan en granda part ; si torna alora sensible a la variacion de l'efèt deguda au cambiament dau nombre de nutrons e lor reparticion au dedins dau nogau. Quora lei mesuras auràn ganhat en precision e auràn portat sus d'isotòpes diferents, poiràn bensai confirmar que, coma lei fisician lo presumísson, lei nutrons an tendéncia a si collocar sus lo bòrd dau nogau.

K. Tsigutkin et al., Observation of a large atomic parity violation effect in ytterbium, Physical Review Letters, vol. 103, 071601, 2009.