Des étincelles du LHC, auraient jailli le fameux bozon de Higgs,

ou une autre particule, allez savoir ?

Les collisions de particules effectuées au LHC auraient finalement prouvé l’existence de la mère de toutes les autres, que la physique cherche depuis des années et que l’on a dénommée boson de Higgs, en hommage à ses travaux. Image: AFP, document La Tribune de Genève, cliquez sur l’image.

 

Il est incontestable, au vu des Unes des journaux du monde, que les chercheurs du CERN de Genève ont vu sur leurs écrans, dans les traces des petits big bang qu’ils provoquent, quelque chose ? La Tribune de Genève titre «La découverte du bozon de Higgs est historique», et il y a 99.999 % de chance que ce soit ce fameux bozon ! Il était la pièce manquante sans laquelle la théorie du modèle standard imaginé par les chercheurs il y a 50 ans ne tiendrait pas, et toute la physique des particules sur laquelle elle était basée tomberait d’un coup. Tout serait à revoir, on imagine. On le cherchait depuis 1964, mais sa traque effective aurait commencée véritablement en 2.000, il fallait donc construire ce fameux LHC à 100 mètres sous terre, une machine incroyable.

 

Pour comprendre l’importance de ce qui vient d’être aperçu, car ce dont on dispose, n’est sa masse de 125 GeV soit 133 fois plus élevée que celle d’un proton. Sur sa caquette n’est pas marqué, comme pour la poste, bozon de Higgs, alors on reste prudent. On l’avait déjà tâté puisque l’on savait que sa masse serait comprise entre 115 et 130 GeV, voir tous les articles que j’ai écris sur cette extraordinaire et passionnante expérience.

 

Le Large Hadron Collider,

Le Large Hadron Collider suite,

Le Large Hadron Collider enfin opérationnel,

Exister sans exister encore tels sont,

Le bozon de Higgs la divine particule que les physiciens,

 

Cette découverte représente le Graal pour les physiciens selon le professeur Aurelio Bay, du Laboratoire de Physique des Hautes Énergies à l’EPFL. C’est 25 années de recherches qui ont commencées au Synchotron du Fermilab à Batavia dans l’Illinois aux États-Unis. Il s’agissait d’une hypothèse émise en 1964 par Robert Brout, et François Engler ainsi que par le professeur Peter Higgs dans l’étude de la physique des particules. C’est le quatre juillet 2012 que ce fameux bozon fut annoncé avoir été découvert, et Peter Higgs en avait les larmes aux yeux en apprenant cette nouvelle pour laquelle avait été engagé un énorme pari, le découvrir par la rencontre de faisceaux de particules lancés dans l’ultra vide à une vitesse proche de celle de la lumière.

 

Tout le monde attendait en ce matin du 4 juillet au Cern l’annonce des résultats de cette recherche. Avait-on enfin découvert la mythique particule censée expliquer l’origine des masses des quarks et des leptons du modèle standard et plus précisément celles des particules médiatrices des forces du modèles électrofaibles ? Les rumeurs de la découverte de ce boson allaient bon train mais la seule chose certaine était que quatre des six physiciens ayant introduit le mécanisme dit de Brout-Englert-Higgs en 1964 seraient bien présents pour écouter ce que les deux porte-paroles des expériences phares du LHC allaient dire. Le but est de comprendre comment fut construit le monde quelques 10 ^-25 secondes après le fameux big bang créateur de nôtre univers à une température de quelques 100 millions de milliards de degrés Kelvin. Fabuleux n’est-ce pas !

 

C’est le bozon le plus lourd jamais découvert dans un accélérateur de particules et on observe les conséquences de son existence dans les deux détecteurs géants du LHC.

 

C’est Joe Incandela qui a pris la parole le premier, au nom de la collaboration CMS, puis ce fut le tour de Fabiola Gianotti pour ATLAS. Dans les deux cas l’émotion a saisi l’assemblée ainsi bien sûr que tous les physiciens suivant le séminaire sur Internet, lorsque les deux chercheurs ont dévoilé les résultats des analyses faites.

 

En rouge on voit la trajectoire de 4 muons dans le détecteur Atlas, résultant très probablement de la désintégration d’un boson de Higgs. © ATLAS, Collaboration-Cern. Document Futura-Sciences.

 

Il fallait pour que soit crédible cette découverte qu’au moins deux détecteurs CMS et ATLAS qui sont deux instruments de mesure différents, découvrent la même chose et dans les mêmes conditions. Il s’agit de probabilités en mécanique quantique, elle joue un rôle considérable dans l’actualité scientifique. La mécanique quantique est elle même une forme généralisée du calcul des probabilités. Dans cette application, elle nous dit qu’il y aurait 99,9999 % de chance que ce soit le bozon de Higgs. Dans les deux cas mesurés dans les détecteurs, il s’agit d’un bozon qui se désintègre en d’autres particules selon des réactions similaires. Mais sa véritable identité n’est pas encore certaine et cela ouvre la voie, à un après, le 4 juillet 2012.

 

Cette découverte représente malgré tout une formidable victoire qui est un véritable pas dans l’histoire de la physique, un pivot autour duquel les chercheurs vont orienter leurs recherches. Il faut d’abord confirmer que c’est bien le bozon de Higgs. Et comme il est déduit de l’imagination des professeurs pour qu’il colle au modèle standard ce n’est pas évident.

 

C’est quoi le bozon et comment on le recherche.

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John Ellis, le grand physicien théoricien, répond à la question : qu’est-ce que le boson de Higgs et comment le recherche-t-on ? © CernTV, YouTube, document Futura Sciences.

 

Pour le directeur du Cern Sergio Bertolucci,

 

«il est difficile de ne pas s’enthousiasmer. Nous avions dit l’année dernière qu’en 2012, soit nous trouverions une nouvelle particule semblable au boson de Higgs, soit nous exclurions l’existence du Higgs du modèle standard. Avec toute la prudence qui s’impose, nous nous trouvons, il me semble, à un croisement, l’observation de cette nouvelle particule nous montre la voie à suivre dans l’avenir pour mieux comprendre ce que nous observons dans les données». Ce à quoi Rolf Heuer, le directeur général du Cern, a ajouté, «nous avons franchi une nouvelle étape dans notre compréhension de la nature. La découverte d’une particule dont les caractéristiques sont compatibles avec celles du boson de Higgs ouvre la voie à des études plus poussées, exigeant davantage de statistiques, qui établiront les propriétés de la nouvelle particule, elle devrait par ailleurs lever le voile sur d’autres mystères de notre univers».