Un boson qu'ossa donne?

Il faut d'énormes installations, comme celles du Large... (Photo Shutterstock, MichaelTaylor)

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Il faut d'énormes installations, comme celles du Large Hadron Collider, l'accélérateur de particules de 30 km de circonférence, pour «déranger» le champ de Higgs, car il est extrêmement stable.

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(Québec) «Je lis beaucoup sur le boson de Higgs, mais c'est tellement scientifique que l'on s'y perd facilement. Alors, j'aimerais savoir: dans la vie de tous les jours, qu'est-ce que sa découverte va changer, concrètement?» demande Christian Dumont, de Québec.

Partons d'un point que tout le monde connaît : les champs magnétiques. Comme on peut le voir quand on colle des aimants sur un frigo, il y a des matériaux qui interagissent avec les champs magnétiques et d'autres qui ne le font pas (le bois, par exemple) et qui n'adhèrent pas aux surfaces métalliques.

La même chose vaut pour un autre champ, nommé champ de Higgs, qui est derrière le mécanisme donnant une masse à toutes les choses de l'Univers. Certaines particules interagissent avec le champ de Higgs; celles-là ont une masse. D'autres (comme les photons, les «particules» de lumière), par contre, font comme le bois sur un frigo : elles n'ont aucune interaction avec lui et n'ont par conséquent aucune masse.

Les bosons, eux, sont (grosso modo) des «particules messagères» que l'on produit quand on excite un champ, un peu comme les vagues que l'on crée en dérangeant la surface de l'eau. Ainsi, quand on «dérange» le champ électromagnétique (en faisant accélérer une charge électrique, par exemple), on obtient un photon. Car oui, vous avez bien lu : ce que nos yeux perçoivent comme de la lumière, c'est une sorte de bosons - comme quoi ceux-ci, malgré leur nom rébarbatif, sont en fait beaucoup plus banals qu'on le croit.

Et de la même manière, quand on «dérange» le champ de Higgs - ce qui est très difficile à faire, car il est extrêmement stable; c'est pour cela qu'il faut d'énormes installations comme celles du Large Hadron Collider (LHC), un accélérateur de particules de 30 kilomètres de circonférence, pour y parvenir -, on obtient une autre sorte de boson, le boson de Higgs.

D'un point de vue scientifique, sa découverte était et demeure extrêmement importante, car il s'agit de la première preuve directe et tangible que l'on a de l'existence du champ de Higgs. Avant, on ne pouvait que la déduire de ce qu'on savait déjà, ce qui est insuffisant pour constituer une preuve.

Maintenant, comme le demande pertinemment notre lecteur: qu'est-ce que ça donne de savoir tout ça?

On peut imaginer toutes sortes de réponses à cette question. Logiquement, si le champ de Higgs pouvait être manipulé comme on se sert des champs électriques et magnétiques, on peut se figurer qu'un jour, peut-être, on parviendra à contrôler la masse des objets jusqu'à l'annuler complètement. Cela nous permettrait en principe d'atteindre la vitesse de la lumière.

Un jour... peut-être...

Car, et il faut insister là-dessus, à peu près tous les physiciens que votre humble serviteur a interviewés sur cette question, ou dont il a lu les propos ailleurs, disent la même chose : à court, moyen ou même relativement long terme, le boson de Higgs n'aura vraisemblablement aucune application concrète. À très long terme... peut-être, qui sait. Mais pas avant.

Les chances pour qu'ils aient tort sont minces, disons-le, mais il y a tout de même deux nuances à faire, ici. La première, c'est qu'un bon physicien et un bon futurologue sont souvent deux choses différentes. Il y a quelques années, j'ai eu le bonheur d'obtenir une entrevue avec un des pionniers du laser, le physicien canadien Willard Boyle, qui travaillait aux Laboratoires Bell quand les premiers lasers y furent mis au point, en 1960. Non seulement M. Boyle faisait-il partie des pionniers du laser, mais il lunchait avec beaucoup d'autres à longueur de semaine. Et à la question de savoir si lui et ses collègues se doutaient, à l'époque, de la révolution technologique inouïe qu'ils étaient en train de mettre en branle, il m'a répondu sans hésiter : «Nous ne rêvions même pas au chemin que cela ferait.»

Alors, même si les physiciens n'entrevoient aucun usage concret pour le Higgs avant très longtemps, gardons à l'esprit que ce n'est pas impossible. Improbable, mais pas impossible.

«Échecs» glorieux

Et deuxièmement, de toute manière, les inventions ne viennent pas toujours du but premier des travaux. À la fin des années 60, ce même Willard Boyle, pour reprendre son exemple, a commencé à travailler sur une nouvelle forme de mémoire

informatique pouvant fonctionner avec de la lumière. On ne peut pas dire qu'il a vraiment atteint ce but (la mémoire des ordinateurs actuels fonctionne autrement), mais le fait est que, pour tenter d'y arriver, il a mis au point un capteur de lumière encore inédit à l'époque et qui, de nos jours, sert d'«oeil électronique» dans une grande partie des caméras numériques du monde entier, entre autres usages. M. Boyle a d'ailleurs gagné le prix Nobel de physique 2009 pour ces travaux.

L'histoire des sciences est remplie de ce genre d'«échecs» glorieux. De la même manière, il fait peu de doute que le LHC accouchera d'inventions qui s'avéreront fort utiles, même si elles ne mettront pas directement à profit le boson de Higgs. Pour découvrir, étudier, mesurer des choses qui ne l'ont jamais été, les chercheurs du LHC ont dû mettre au point toutes sortes d'instruments originaux. C'est vraisemblablement de là que viendront ses applications les plus géniales...

Veuillez noter que cette chronique fera relâche au cours des prochaines semaines, le temps que son auteur aille recharger ses batteries. De retour le 9 août.

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