Boson de Higgs: les preuves s'accumulent mais le suspense risque de durer

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Le boson de Higgs est considéré par les physiciens comme la clef de voûte de la structure fondamentale de la matière.

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Laurent BANGUET
Agence France-Presse

Un an après la découverte spectaculaire d'une nouvelle particule élémentaire par le Cern, les preuves s'accumulent mais restent encore insuffisantes pour conclure officiellement qu'il s'agit bien du fameux boson de Higgs. Et le suspense risque de durer encore quelques années...

«On a établi qu'on avait une nouvelle particule, hors de tout doute, et on sait que c'est un boson. Ce qu'on tente de faire depuis lors, c'est de s'assurer que c'est bien effectivement un boson de Higgs», résume Pauline Gagnon, physicienne ayant participé à la découverte annoncée le 4 juillet 2012 au Cern, l'organisation européenne pour la recherche nucléaire.

Le boson de Higgs, insaisissable car extrêmement instable, est considéré par les scientifiques comme la clef de voûte de la théorie du Modèle standard, la particule élémentaire qui donne leur masse à nombre d'autres particules.

Son existence avait été postulée pour la première fois en 1964 par le physicien britannique Peter Higgs, dont il porte le nom, avec ses collègues belges Robert Brout et François Englert.

Mais quel boson a été débusqué par le Cern ?

Car il existe plusieurs théories qui prédisent chacune différents types de boson de Higgs. Le Modèle standard, qui définit la structure fondamentale de la matière, en postule un seul et unique, aux propriétés strictement définies.

«Est-ce qu'on a trouvé LE boson, ou est-ce plutôt un des bosons de Higgs prédits par d'autres théories, par exemple un des cinq prévus par la théorie de la supersymétrie? Jusqu'à maintenant tout indique que c'est le boson unique du Modèle standard», explique à l'AFP Mme Gagnon.

«Il en a l'allure, l'air, la chanson, il danse et se promène comme un boson de Higgs», assure la chercheuse de l'expérience ATLAS.

Depuis le 4 juillet 2012, les physiciens ont analysé au moins deux fois et demie plus de données que ce qui était alors disponible.

Ainsi, dans le Modèle standard, le boson de Higgs est supposé avoir comme propriété un spin nul, et sa parité, c'est-à-dire la façon dont se comporte son image miroir, doit être positive. Toutes les analyses vont dans ce sens jusqu'à présent.

Les scientifiques doivent encore étudier «les différentes façons par lesquelles il se désintègre. C'est un peu comme si je vous donne une pièce de deux euros et que je vous demande de faire la monnaie: on peut faire la monnaie de plusieurs façons différentes. Or la théorie nous dit exactement comment le boson de Higgs doit rendre la monnaie», indique Mme Gagnon.

«Il se désintègre bien en plusieurs types d'autres bosons (particules associées aux forces fondamentales, comme le photon) mais pour les fermions (les particules de matière, comme les quarks b ou les tau), on ne sait pas encore très bien» car il y en a très peu, souligne-t-elle.

«Fichue particule»

Certains nouveaux indices pourraient être dévoilés en juillet lors d'une conférence de physique à Stockholm, qui fera le point sur la traque de cette «fichue particule».

Mais pour Pauline Gagnon, il faudra vraisemblablement récolter davantage de données «pour en avoir le coeur net». Or le LHC, Grand collisionneur de hadrons situé à la frontière franco-suisse, est fermé depuis le mois de mars afin de procéder à des améliorations. Et il ne reprendra pas ses expériences avant 2015.

Ces améliorations permettront de «produire des particules plus lourdes. S'il existe d'autres bosons de Higgs plus lourds, on pourra les produire et le vérifier. On pourra aussi produire un plus grand nombre de particules donc avancer plus rapidement», relève la physicienne.

Le doute sur la nature de l'insaisissable particule ne sera donc probablement pas levé avant quelques années.

Et paradoxalement, les physiciens préféreraient qu'il ne s'agisse pas du fameux boson.

«Avoir trouvé le boson de Higgs, ça cimente le Modèle standard, tout est cohérent» mais cette physique ne décrit que 5 % du contenu de l'univers, la matière ordinaire, «c'est quand même bête!», lance Mme Gagnon.

«On sait qu'il faut autre chose. Mais pour trouver la porte d'entrée vers une autre théorie, plus universelle, on n'a pas encore de piste. C'est aussi pour ça qu'on continue à vérifier les moindres détails, pour trouver des réponses à ce qui est inconnu», conclut la chercheuse.

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