Polarisation du vide hadronique et recherche de nouvelle physique – HVP4NewPhys

Nous proposons de réduire significativement les incertitudes des prédictions du modèle standard (MS) de deux observables qui cachent peut-être déjà une physique nouvelle. La première est le moment magnétique anomal du muon, a_mu, dont la mesure par Fermilab au printemps dernier montre un écart suggestif de 4,2 sigma avec la prédiction de référence du MS. Les incertitudes expérimentales et théoriques étant actuellement de même taille et Fermilab prévoyant de réduire son erreur de mesure d'un facteur 4 au cours des 4 prochaines années, une réduction de l'erreur théorique devient nécessaire pour tirer pleinement parti des mesures à venir. La seconde observable prometteuse est la constante de structure fine à l'échelle électrofaible (EW), alpha(M_Z), utilisée pour tester le MS via des observables EW de précision. Les collisionneurs e+e- futurs nécessitent que l'incertitude sur alpha(M_Z) soit réduite d'un facteur supérieur à 3 pour que ces tests restent compétitifs.

Pour atteindre ces objectifs nous proposons, pour la première fois, une collaboration rapprochée d’experts dans les deux approches complémentaires au calcul de la contribution la plus incertaine du MS à a_mu et à alpha(M_Z): celle de la polarisation hadronique du vide. La première de ces approches combine des relations de dispersion avec des mesures précises de la section efficace e+e--> hadrons en fonction de l’énergie dans le centre de masse. La seconde fait appel à des simulations ab-initio en chromodynamique quantique sur réseau. Plus précisément, nous proposons de développer de nouveaux outils théoriques pour comparer en détail ces deux approches très différentes en vue de les combiner pour atteindre la précision nécessaire. De plus, nous proposons d'améliorer les deux déterminations individuellement, en développant des stratégies originales pour inclure significativement plus de données e+e- dans l’approche dispersive, ainsi que pour réduire les incertitudes dominantes dans l'approche ab-initio.