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Boson de Higgs : les résultats d'Atlas et CMS enfin en ligne

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Les collaborations Atlas et CMS viennent de publier deux articles confirmant ce qui avait été annoncé lors de séminaires au Cern en décembre 2011 : il y aurait bien des signaux favorables à l'existence d'un Higgs avec une masse d'environ 125 GeV, observés dans les deux détecteurs. En portant l'énergie des prochaines collisions à 8 TeV, les chercheurs du LHC pensent que la question de l'existence ou non du boson de Higgs standard sera réglée en 2012.

Un graphique des résultats des observations obtenues avec le détecteur Atlas concernant la chasse au boson de Higgs. On voit un pic renversé qui pointe vers l'existence d'un boson de Higgs d'une masse de 126 GeV mais qui ne suffit pas pour démontrer son existence. © Collaboration CMS-Cern

Début décembre 2011, la tension montait au Cern. Les chercheurs traquant le boson de Higgs au LHC annonçaient finalement qu'à défaut d'avoir découvert la dernière pièce manquante du modèle standard, ils étaient sur le point de montrer son existence ou de la réfuter. Selon eux, le mystère du boson de Higgs standard, mythique particule dont le champ devrait être à l'origine des masses des particules fondamentales de l'univers, serait probablement levé en 2012.

Les détecteurs Atlas et CMS, consacrés à la chasse au célèbre boson introduit dans le bestiaire de la physique des particules par Peter Higgs, François Englert, Robert Brout et quelques autres physiciens, semblaient bel et bien voir quelques-unes de ses signatures. Plusieurs canaux de désintégration associés au Higgs permettaient même d'obtenir une estimation de sa masse qui dans les deux cas serait d'environ 125 GeV.

Mais la prudence s'imposait, d'autant plus que les deux collaborations utilisant les détecteurs géants du LHC n'avaient encore rien publié sur arxiv, preuve qu'il restait encore du travail pour consolider les analyses des données enregistrées avec les collisions de faisceaux de protons.

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

Ces mêmes collisions avaient cessé depuis quelque temps pour être remplacées temporairement par des collisions d'ions lourds. Actuellement, le LHC est à l'arrêt pour sa maintenance annuelle. En février, la décision a été prise d'augmenter l'énergie des collisions de protons qui devraient reprendre fin mars. Initialement à 7 TeV, les collisions devraient se faire en 2012 à 8 TeV, ce qui facilitera la découverte d'éventuelles particules, dont le boson de Higgs.

Des signaux du Higgs toujours bien présents

En tout état de cause, le nombre de collisions par seconde devrait encore augmenter et plus que jamais les ordinateurs de la grille de calcul seront nécessaires pour enregistrer, trier et analyser les données fournies par les détecteurs qui sont les descendants de la chambre à fils de Georges Charpak.

En attendant, Atlas et CMS viennent enfin de mettre en ligne les articles détaillant les résultats de leur chasse au boson de Higgs. L'un des membres de CMS, le physicien Tomasso Dorigo, commente ces résultats sur son blog en ces termes : « Je trouve l'accord entre les deux expériences impressionnant, et comme je l'ai déjà dit, je crois que nous observons dans les données d'Atlas et de CMS les produits des désintégrations du boson de Higgs ».

Rien n'a fondamentalement changé par rapport aux déclarations de décembre 2011 si ce n'est que les analyses faites sont probablement plus solides et la signification du signal enregistré un peu plus forte. La collaboration CMS exclut l'intervalle de masse 129-525 GeV à 99 % pour le boson de Higgs, en lui donnant une masse probable de 124 GeV, alors que celle d'Atlas estime qu'il a probablement une masse de 126 GeV.

Il y aura peut-être du nouveau début mars 2012 avec les Rencontres de Moriond qui se tiendront à La Thuile, dans la vallée d'Aosta. Nous aurons l'occasion d'y revenir.

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