Violation directe de symétrie CP et asymétrie matière-antimatière :
un nouveau résultat d'une expérience du Cern

Paris, le 28 juin 1999

Lors du séminaire du 18 juin au Cern, l'expérience NA48 a communiqué son premier résultat sur la mesure du paramètre de "violation directe de la symétrie CP". Cette expérience, à laquelle participent des physiciens français du CEA et de l'IN2P3/CNRS, a apporté la confirmation d'un effet caractéristique de notre Univers où la matière prédomine sur l'antimatière. La violation de symétrie CP est en effet l'une des trois conditions nécessaires pour créer l'asymétrie matière-antimatière que nous observons dans l'Univers.

En 1964, J. Christenson, J. Cronin, V. Fitch et R.Turlay avaient mis en évidence la violation de la symétrie CP en étudiant les propriétés des kaons (1) neutres, un système où ces particules se mélangent avec leurs antiparticules. Deux symétries sont mises en jeu dans ce processus: la relation entre une particule et son image dans un miroir (symétrie P), l'échange entre particules et antiparticules (symétrie C). La découverte, faite à Brookhaven aux Etats-Unis, reposait sur l'observation d'une désintégration particulière de kaons neutres que la conservation de CP interdit. Elle permit de conclure que les processus d'échange ne se produisent pas strictement avec la même probabilité, comme l'imposerait la conservation de CP (2).

Le Modèle standard, théorie solidement établie en physique des particules, explique cette violation de la symétrie CP à partir d'un mécanisme basé sur l'existence de trois familles de quarks. Ce modèle prédit également un autre mécanisme de violation de la symétrie CP, dite alors "violation directe", encore plus rare.
En 1993, deux expériences, NA31 au Cern et E731 à FermiLab aux Etats-Unis, ont publié leurs résultats respectifs sur la violation directe de CP. La mesure effectuée par NA31 indiquait l'existence très probable de cette violation directe. Une nouvelle génération d'expériences a suivi afin d'atteindre des précisions de mesures encore supérieures. Parmi celles-ci, l'expérience KTeV à Fermilab a confirmé l'effet en février 1999 et le nouveau résultat de NA48, confirme ceux de NA31 et de KTeV, établissant ainsi fermement la violation directe de CP dans le système des kaons neutres.

L'équipe NA48 est une collaboration d'une centaine de physiciens provenant de laboratoires et universités européens du Cern, d'Italie, de Grande-Bretagne, d'Allemagne, de Russie, et de France.

Les équipes françaises du CEA-Saclay (DAPNIA) et de l'IN2P3/CNRS (LAL) ont eu une participation importante dans la construction des détecteurs et dans l'analyse. Des données supplémentaires sont en cours d'acquisition et d'analyse, ce qui permettra aux physiciens de NA48 d'effectuer des mesures encore plus précises de cette asymétrie fondamentale de l'Univers.

1 - Les kaons sont des particules composées d'un quark et d'un antiquark l'un bas ou haut, l'autre étrange.
2 -La violation de symétrie CP est mesurée à l'aide du paramètre , égal à 0,002.
La violation directe de symétrie CP est quantifiée par le paramètre '. Les deux expériences récentes ont mesuré le rapport '/. KTeV a publié un résultat préliminaire avec
'/ = 28 ± 4,1.10^-4,
celui de NA48 est
'/ = 18,5 ± 7,3.10-4

Contacts scientifiques :
CNRS, Lydia Iconomicou-Fayard
Tél. 01 64 46 84 47

CEA, Michel Spiro
Tél. 01 69 08 23 86

Contact presse :
IN2P3 / CNRS, Geneviève Edelheit
Tél. 01 44 96 47 60

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