Mots-clés |
  • accélérateur de particules,
  • cern,
  • physique des particules,
  • nouvelle physique

C'est l'anniversaire de la découverte du boson de Higgs

Le 4 juillet 2012, le Cern annonçait la découverte d’un nouveau boson lors d’une conférence en présence de Peter Higgs, François Englert, Gerald Guralnik, Carl Richard Hagen, mais hélas sans Robert Brout. On savait qu’il s’agissait très probablement du boson de Higgs, ce qui a été confirmé depuis. Récemment, une rumeur a suggéré qu’un second boson pointe le bout de son nez, mais il semble qu’il n’en soit rien.

Peter Higgs devant les équations décrivant sa théorie de la brisure de symétrie, donnant une masse à des bosons de jauge. © Peter Tuffy, University of Edinburgh Peter Higgs devant les équations décrivant sa théorie de la brisure de symétrie, donnant une masse à des bosons de jauge. © Peter Tuffy, University of Edinburgh

C'est l'anniversaire de la découverte du boson de Higgs - 3 Photos

PDF

C’était il y a tout juste un an. Le 4 juillet 2012, une conférence au Cern était retransmise en direct sur la toile. Tout indiquait l’annonce imminente de la découverte du boson de Higgs. En effet, les principaux découvreurs du mécanisme de Brout-Englert-Higgs expliquant l’origine des masses des particules fondamentales du modèle standard, comme le boson W, étaient tous présents. À l’exception notable et malheureuse de Robert Brout, mort trop tôt pour voir la confirmation de la théorie qu’il avait proposée conjointement avec François Englert en 1964. Ce mécanisme impliquait implicitement l’existence d’un nouveau boson, et Peter Higgs fut le premier à l’annoncer ouvertement.

De gauche à droite Thomas Kibble, Gerald Guralnik, Carl Hagen, François Englert et Robert Brout, les codécouvreurs du mécanisme de Brout-Englert-Higgs, lors de la remise du prix Sakurai 2010. Robert Brout est malheureusement décédé depuis.
De gauche à droite, Thomas Kibble, Gerald Guralnik, Carl Hagen, François Englert et Robert Brout, les codécouvreurs du mécanisme de Brout-Englert-Higgs, lors de la remise du prix Sakurai 2010. Robert Brout est malheureusement décédé depuis. © Self, Wikipédia, DP

Effectivement, les porte-paroles des collaborations CMS et Atlas – les deux détecteurs géants de particules chassant le boson de Higgs dans les collisions de protons accélérés par le LHC – confirmaient que leurs équipes avaient découvert un nouveau boson qui se comportait à bien des égards comme le boson de Higgs. Cette année, les derniers doutes ont été levés, et l’on admet que le boson de Higgs a bel et bien été découvert.

Une signature douteuse d'un second boson de Higgs

Malheureusement, tout indique qu’il s’agit d’un boson de Higgs standard, ce qui représente un véritable cauchemar pour les physiciens des hautes énergies. On espérait qu’il soit une fenêtre ouverte sur de la nouvelle physique, comme la supersymétrie ou les théories de Kaluza-Klein, en ne se comportant pas exactement comme dans le modèle électrofaible de Glashow-Salam-Weinberg. On aurait pu ainsi mieux comprendre la nature de la matière noire et de l’énergie noire. Le modèle standard le plus simple, augmenté et étendu par l’incorporation d’un supergroupe de symétries, prédit par exemple l’existence de cinq particules associées au mécanisme de Brout-Englert-Higgs.

Schéma montrant en mars 2013 des données des collisions proton-proton dans CMS (à gauche) et Atlas (à droite). Le nombre de collisions ayant produit deux photons gamma est sur l'axe vertical, la masse de toutes les particules qui pourraient avoir produit ces deux photons, sur l'axe horizontal. Une particule réelle apparaîtra comme une bosse sur la courbe. Le boson de Higgs à 125 GeV environ est réel : il apparaît à la fois dans Atlas et CMS. La bosse à 136 GeV dans CMS n'est pas observée par Atlas, par conséquent il n'y a aucune preuve que cela soit dû à l’existence d’une particule, et il est probable qu’elle résulte d’une fluctuation statistique.
Schéma montrant en mars 2013 des données des collisions proton-proton dans CMS (à gauche) et  Atlas (à droite). Le nombre de collisions ayant produit deux photons gamma est sur l'axe vertical, la masse de toutes les particules qui pourraient avoir produit ces deux photons, sur l'axe horizontal. Une particule réelle apparaîtra comme une bosse sur la courbe. Le boson de Higgs à 125 GeV environ est réel : il apparaît à la fois dans Atlas et CMS. La bosse à 136 GeV dans CMS n'est pas observée par Atlas, par conséquent il n'y a aucune preuve que cela soit dû à l’existence d’une particule, et il est probable qu’elle résulte d’une fluctuation statistique. © Mathew Strassler, CMS-Atlas, Cern

Ces derniers temps, les analyses des données fournies par le détecteur CMS semblaient indiquer qu’un deuxième boson de Higgs, à peine plus massif que le précédent, pointait le bout de son nez. Était-on sur le point de déboucher enfin sur le mythique supermonde des particules supersymétriques ? Il semble que cela soit exclu comme l’explique le physicien Mathew Strassler. En effet, Atlas ne voit aucun signe d’un deuxième boson de Higgs, et il faut donc considérer le signal observé dans le schéma du détecteur CMS comme une simple fluctuation statistique mimant par hasard la présence d’une nouvelle particule.

Un an après la découverte du boson de Higgs, des signes d’une nouvelle physique, telle que celle impliquée dans le modèle unitaire d’Alain Connes, se font toujours attendre.


Sur le même sujet

Vos réactions

Chargement des commentaires