La collaboration NA62 affine les mesures d’une désintégration rare

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4 mars, 2026

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Par Rory Harris

La collaboration NA62 est parvenue à réduire significativement l'incertitude de ses mesures d'une désintégration extrêmement rare. Les résultats viennent d'être présentés lors de la conférence de La Thuile 2026.

Étudier des désintégrations rares permet de tester le Modèle standard de la physique des particules. Les scientifiques peuvent déterminer ce qu'on appelle le « rapport d'embranchement » d'une désintégration, qui décrit combien de particules se désintègrent suivant un mode particulier par rapport au nombre total de désintégrations. Le rapport d'embranchement de la désintégration étudiée par la collaboration NA62 (la désintégration ultra-rare d'un kaon positif en un pion positif et une paire neutrino-antineutrino, ou désintégration K⁺→π⁺νν) peut être prédit avec une incertitude très faible. Grâce à sa limpidité théorique, ce mode de désintégration de kaons est particulièrement susceptible de révéler une nouvelle physique au-delà du Modèle standard (on parle de phénomène « sensible » à une nouvelle physique), mais, avec un rapport d'embranchement inférieur à un sur 10 milliards, il s'agit d'un phénomène extrêmement rare, très difficile à observer.

L'expérience NA62 ayant été conçue pour étudier en profondeur la désintégration K⁺→π⁺νν, elle produit de très nombreux kaons, d'où son surnom d'usine à kaons. Pour produire des kaons, on projette un faisceau de protons de haute énergie provenant du Supersynchrotron à protons sur une cible en béryllium. Un milliard de particules sont ainsi produites chaque seconde, parmi lesquelles environ 6 % de kaons, dont la désintégration peut être étudiée en détail à l'aide des détecteurs de l'expérience NA62.

En 2024, la collaboration NA62 avait annoncé avoir observé le phénomène en question avec une signification statistique de cinq écarts-types, valeur de référence pour pouvoir parler de découverte en physique des particules. Récemment, elle a également pris en compte les données enregistrées en 2023-2024 et a utilisé des techniques améliorées d'analyse des données s'appuyant sur des algorithmes d'apprentissage automatique de pointe. En les associant aux données précédentes, enregistrées depuis le démarrage de l'expérience, elle a pu affiner considérablement son étude de la désintégration ultra-rare du kaon.

Grâce à l'ensemble de données obtenu, elle a obtenu une valeur actualisée du rapport d'embranchement du mode de désintégration K⁺→π⁺νν, à savoir 9.6 +1,9 −1,8 × 10⁻¹¹, avec une incertitude 40 % plus faible que la précédente.

« C'est l'ensemble de données le plus sensible que nous ayons analysé jusqu'à présent, souligne Joel Swallow, responsable de l'analyse des données. Arriver à voir clairement et à mesurer avec précision un phénomène aussi rare et insaisissable est une belle réussite d'un point de vue technologique. »

Au vu de la précision des résultats actuels, la désintégration du kaon semble se produire conformément aux prédictions théoriques, ce qui fixe des limites cruciales pour une nouvelle physique au-delà du Modèle standard.

« Cela constitue un remarquable test du Modèle standard, grâce à l'extrême rareté et à la limpidité théorique du phénomène que nous étudions, explique Giuseppe Ruggiero, porte-parole de la collaboration NA62. Nous avons prouvé une nouvelle fois que la théorie en vigueur sur le fonctionnement de l'Univers possède une excellente capacité prédictive. »