Mesures de précision et tests fondamentaux : les exemples de la détermination de la distribution de charge du proton et de la mesure de la constante de structure fine

François Biraben (LKB, Ecole Normale Supérieure, Paris) — 13 Novembre 2014

(Exceptionally, this seminar will be in French)

Depuis la fondation de l’électro-dynamique quantique (QED), l’étude du spectre de l’atome d’hydrogène et la mesure de l’anomalie de l’électron ont été les meilleurs outils pour tester la QED. J’en présenterai deux illustrations.
Notre équipe est impliquée depuis de nombreuses années dans les mesures de très grande précision de l’atome d’hydrogène. La précision obtenue permet d’en déduire une valeur du rayon rp de la distribution de charge, aussi précise que la valeur déduite des mesures de diffusion d’électron, et jusqu’à présent en bon accord avec elle. Par contre ces valeurs sont en désaccord avec la détermination de rp obtenue récemment à partir de la mesure du déplacement de Lamb de l’hydrogène muonique. Je présenterai les différentes expériences et les résultats les plus récents.
Une seconde expérience de notre équipe est consacrée à la détermination de la constante de structure fine à partir de la mesure du rapport h/M entre la constante de Planck et la masse d’un atome. Ce rapport est déduit de la mesure de la vitesse qu’acquiert un atome lorsqu’il est accéléré par des oscillations de Bloch. Notre dernière détermination de la constante de structure fine a une incertitude relative de 6,6 x 10^-10. La comparaison de cette valeur avec la mesure de l’anomalie de l’électron conduit au meilleur test actuel de la QED.

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