Découverte très probable du boson de Higgs: quelles conséquences ?

L'existence d'indices probants d'une nouvelle particule dont la masse se situe au voisinage de 126 GeV va-t-elle changer notre interprétation de l'Univers ? Le théoricien Ignatios Antoniadis apporte quelques explications.

Ce matin, mercredi 4 juillet, dans l'auditorium principal du CERN. La nouvelle d'aujourd'hui est-elle une réponse à nos questions, ou la première d'une nouvelle série de questions sur la nature ?

Ignatios Antoniadis: Sur la base des données actuelles, cette nouvelle particule ressemble bien au boson de Higgs (Le boson de Higgs est une particule élémentaire dont l'existence a été proposée par Robert Brout et François Englert[1] ainsi que par Peter Higgs[2] pour expliquer la brisure de l'interaction unifiée électrofaible...) tant attendu. Le résultat obtenu est une indication importante à cet égard. Toutefois, les propriétés de la nouvelle particule n'ont pas encore été entièrement étudiées, et une réponse définitive ne pourra donc être donnée (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) qu'après une analyse approfondie.

La prochaine étape consistera à étudier les taux de désintégration de la nouvelle particule. Les particules sont caractérisées par leur masse (La masse est une propriété fondamentale de la matière qui se manifeste à la fois par l'inertie des corps et leur interaction gravitationnelle.), mais également par leur taux de désintégration. Si nous découvrons que cette nouvelle particule se désintègre selon les modes prévus et conformément aux taux prévus selon le Modèle standard, nous serons en mesure de l'identifier vraiment comme étant celle responsable de la brisure de la symétrie (De manière générale le terme symétrie renvoie à l'existence, dans une figure quelconque, d'une opération géométrique qui ne modifie pas cette figure. On...) électrofaible.

Et dans le cas contraire ?

Ignatios Antoniadis: Dans le cas contraire, nous devrons déterminer s'il faut apporter de petits ajustements au Modèle standard afin de tenir compte de l'existence de la nouvelle particule, ou s'il s'agit de rechercher des processus d'une nouvelle physique (La physique (du grec φυσικη) est étymologiquement la science de la nature. Son champ d'application actuel est néanmoins plus...) afin d'expliquer sa nature.

Restons sur le Modèle standard. Que nous apprend la nouvelle particule ?

Ignatios Antoniadis: S'il est confirmé que la nouvelle particule est un boson (Les bosons représentent une classe de particules qui possèdent des propriétés de symétrie particulières lors de l'échange de particules : un système de particules...) de Higgs du Modèle standard, nous devons admettre qu'elle est relativement légère, plus légère que ce que prévoyait une grande partie des physiciens des particules il y a encore quelques mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.).

Le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de Higgs associé au boson serait toujours présent dans l'Univers (On nomme univers l'ensemble de tout ce qui existe, comprenant la totalité des êtres et des choses (celle-ci comprenant ou non, selon les philosophies, les choses immatérielles) et les...), mais il faudra peut-être modifier notre conception. Compte tenu de la faible masse du boson, le potentiel qui décrit le champ pourrait par exemple présenter deux minima au lieu d'un seul. À ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son...), l'Univers est positionné sur l'un des deux minima, mais la mécanique quantique (Fille de l'ancienne théorie des quanta, la mécanique quantique constitue le pilier d'un ensemble de théories physiques qu'on regroupe sous l'appellation générale de physique quantique. Cette dénomination s'oppose à celle de...) pourrait permettre une transition vers le second minimum. Cela, à mon sens, pourrait signaler l'existence d'une nouvelle physique qui compenserait cette instabilité.

Le résultat actuel a-t-il déjà permis d'exclure certaines descriptions possibles de l'Univers faites précédemment ?

Ignatios Antoniadis: Oui. En raison de sa faible masse, ce boson de Higgs nous a déjà permis d'écarter la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative,...) dite "Technicolor", ainsi que certains des modèles théoriques utilisés dans la supersymétrie (Note : Pour profiter au mieux de cet article, le lecteur devrait avoir de bonnes notions sur le spin, la physique des particules et la symétrie en physique.). Cependant, d'autres scénarios, supersymétriques ou non, de même que des théories extradimensionnelles, pourraient toujours s'appliquer.

Laissons de côté le Modèle standard un instant. Que nous apprend la nouvelle particule ?

Ignatios Antoniadis: Les propriétés de la nouvelle particule pourraient être différentes de celles prédites par nos théories actuelles. Dans ce cas, afin d'élaborer les scénarios théoriques correspondant à la nouvelle description de l'Univers, il nous faudra connaître exactement les modes et taux de désintégration de cette particule. La bonne nouvelle pour les théoriciens est que les expérimentateurs pourraient nous donner cette information dans les mois à venir. Notre curiosité à tous sera bientôt satisfaite ! Ce résultat marque le début d'une nouvelle ère pour la physique, et pourrait bien entraîner d'autres découvertes.

Vous trouverez des articles de Peter Higgs, Robert Brout, François Englert, John Ellis, Giovanni Ridolfi, Fabio Zwirner, Ignatios Antoniadis et d'autres scientifiques à l'adresse (Les adresses forment une notion importante en communication, elles permettent à une entité de s'adresser à une autre parmi un ensemble d'entités. Pour qu'il n'y ait pas...) suivante: http://www.sciencedirect.com/science/journal/16310705/8/9

RE: http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=10569

et http://www.lapresse.ca/sciences/201207/04/01-4540506-physique-decouverte-de-la-particule-de-dieu.php

TABLEAU DES PARTICULES

Suspense autour de la particule mythique de Higgs

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Jean-Louis SANTINI Agence France-Presse Washington The CMS detector inside the Large Hadron Collider captured evidence of the new particle (file picture). Photograph courtesy Maximilien Brice, CERN Compact Muon Solenoid (CMS) detector

Le suspense est à son comble dans la communauté scientifique avant les derniers résultats attendus mercredi de la traque du boson de Higgs, une particule considérée comme la clé de voûte manquante de la physique moderne.

Ce que les physiciens doivent dévoiler à Genève lors d'une conférence de presse au CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire), qui abrite le plus grand accélérateur de particules du monde, le LHC (Grand collisionneur de Hadrons), pourrait enfin confirmer ou infirmer l'existence du boson de Higgs après des décennies de recherche infructueuse.

Cette particule est l'élément clé jamais observé dans la théorie du «Modèle standard de la physique des particules» élaborée dans les années 60 pour décrire la structure fondamentale de la matière visible dans l'univers.

Selon ce modèle, le boson de Higgs explique pourquoi des particules sont dotées d'une masse et d'autres pas. Sa détection validerait donc cette théorie.

Le physicien britannique Peter Higgs avait postulé en 1964 l'existence de cette particule à laquelle il a donné son nom.

En décembre 2011, les derniers résultats des expériences Atlas et CMS présentés au CERN resserraient considérablement «la fenêtre» où se trouverait le célèbre boson. Il se cacherait aux environs d'une masse de 125 gigaélectronvolts (GeV), où les deux expériences (Atlas et CMS) ont observé un «excès de fluctuations» lors des collisions de protons dans le LHC.

Mais la marge d'erreur statistique n'est pas suffisamment faible pour déclarer avec certitude l'existence d'une nouvelle particule, expliquent ces chercheurs, citant une probabilité d'erreur inférieure à un sur 3,5 millions.

Les deux équipes de physiciens se sont donc remises à l'ouvrage, analysant une abondante moisson de nouvelles données produites par des milliards de collisions de protons.

«Un grand moment»

«Nous avons maintenant plus que doublé le nombre de données obtenu en 2011», précisait récemment Sergio Bertolucci, directeur de la recherche au CERN. «Cela devrait nous permettre de voir si les observations de 2011 se confirment ou pas», poursuit-il, ajoutant: «nous vivons un grand moment».

Déjà en mars, la communauté des physiciens se déclarait optimiste. «La fin de la traque pour saisir le boson de Higgs est proche», juge Jim Siegrist, du ministère américain de l'Énergie.

«Il est certain que les deux expériences menées indépendamment au LHC ont la capacité d'apporter une réponse définitive sur le boson de Higgs et tout le monde s'y attend en 2012, la semaine prochaine ou plus tard cette année», note Joe Lykken, de l'expérience CMS, lors d'un entretien avec l'AFP.

Si le boson de Higgs n'existe pas, «ce serait une nouvelle encore plus grande» qui, en remettant en cause le Modèle standard de la physique, «révolutionnerait notre pensée», souligne ce scientifique.

Une autre hypothèse tout aussi exaltante serait la découverte d'une nouvelle particule proche de celle de Higgs mais différente, relèvent d'autres physiciens. Une telle découverte pourrait aider à percer les mystères de la matière et de l'énergie sombres qui représenteraient 95% de l'univers.

Lundi matin, le Fermilab de Chicago, hébergeur du Tevatron qui a été longtemps le plus puissant accélérateur de particules, fera une annonce à Chicago portant sur l'analyse des données produites durant dix ans par les collisions de particules dans l'accélérateur désormais hors service.

Le physicien Peter Woit, de l'Université Columbia à New York, écrit sur son blogue que le «Fermilab va essayer de dérober une petite partie de l'attention avant l'annonce du LHC mercredi en faisant part de nouveaux indices de l'existence de Higgs».

Vitesse de la lumière: Einstein avait raison

Agence France-Presse
Genève

Une équipe de scientifiques qui avaient annoncé l'an dernier que les neutrinos étaient plus rapides que la lumière, ont admis vendredi qu'Einstein avait raison et que sa théorie de la relativité s'appliquait aussi à ces particules élémentaires.

Regardez-y la face...à quoi peut-il bien songer?

Les chercheurs, qui travaillent au CERN (Centre européen de recherches nucléaires) de Genève, avaient mis en émoi la communauté scientifique en publiant en septembre 2011 le résultat de l'expérience Opera qui révélait une vitesse des neutrinos supérieure à celle de la lumière, en contradiction avec la théorie de la relativité établie par Einstein en 1905 qui en fait une limite infranchissable.

Selon les mesures d'Opera, sur une distance de 730 km entre les installations du CERN et le laboratoire souterrain du Gran Sasso, les neutrinos projetés à travers l'écorce terrestre arrivaient avec près de 20 mètres (ou 60 nanosecondes) d'avance sur la lumière.

Mais vendredi, lors d'une Conférence internationale sur la physique des neutrinos et sur l'astrophysique organisée à Kyoto, l'ancienne capitale impériale nippone, l'équipe d'Opera a admis que ses résultats étaient erronés.

«Les premières données mesurées jusqu'en 2011 avec le faisceau de neutrinos entre le CERN et Gran Sasso ont été révisées en prenant en compte des effets d'instruments attestés», a expliqué l'équipe.

«Une image cohérente a émergé grâce à la fois aux données antérieures et à de nouvelles mesures qui aboutissent à une vitesse des neutrinos cohérente par rapport à la vitesse de la lumière.»

En février 2012, des physiciens qui avaient étudié le fonctionnement d'Opera avaient émis l'hypothèse que ses résultats avaient été faussés par une mauvaise connexion entre un GPS et un ordinateur servant à la mesure.

Les vérifications entreprises par l'équipe d'Opera ont confirmé cette connexion défaillante, qui raccourcissait le temps de parcours des neutrinos de 74 nanosecondes par rapport à la réalité. Par ailleurs, l'horloge de haute précision utilisée par Opera était elle-même légèrement faussée, ajoutant 15 nanosecondes au temps de parcours, ont expliqué les membres d'Opera à Kyoto.

Une fois corrigées ces deux erreurs, les neutrinos mesurés entre le CERN et Gran Sasso affichaient effectivement une vitesse «cohérente» avec la théorie d'Einstein.

En mars, le physicien italien coordinateur de l'expérience Opera, Antonio Ereditato, avait démissionné. Le journal italien Corriere della Sera l'avait surnommé sur son site «le physicien du flop».