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Nouvelle détermination de la constante de structure fine et test de l’électrodynamique quantique

Séminaire de Pierre Cladé donné le 24 mars 2011

Titre

Nouvelle détermination de la constante de structure fine et test de l’électrodynamique quantique (New Determination of the Fine Structure Constant and Test of the Quantum Electrodynamics)

Résumé

L’électrodynamique quantique (QED) a été formalisée il y a plus de 60 ans pour expliquer deux phénomènes : les déplacements de Lamb dans l’atome ’hydrogène et l’anomalie du rapport gyromagnétique de l’électron, phénomènes inexpliqués par les théories électromagnétiques admises jusque là. Aujourd’hui, c’est toujours à l’aide de ces deux phénomènes que l’on teste de façon extrêmement précise la QED. Afin d’effectuer un tel test, et en particulier celui de la mesure du rapport gyromagnétique de l’électron, il est nécessaire de connaître précisément l’intensité des interactions électromagnétiques, intensité caractérisée par la constante de structure fine, alpha.

Au cours de cet exposé, je présenterai une nouvelle détermination de alpha que nous avons réalisée en 2010. À l’aide d’un interféromètre atomique, nous avons mesuré précisément la vitesse de recul d’un atome de rubidium qui absorbe un photon de fréquence connue, vitesse à partir de laquelle il est possible de déterminer alpha. La valeur de alpha obtenue, 1/137.035999037(91), a une incertitude de 6.6x10^-10. Cette valeur vient confirmer la valeur expérimentale de l’anomalie du rapport gyromagnétique de l’électron, ce qui nous permet de réaliser un test sans précédent de l’électrodynamique quantique. De plus, notre précision est telle que l’on a pu vérifier pour la première fois les contributions muoniques et hadroniques à cette anomalie.