Boson de Higgs: à l'aube d'une révolution

Article publié pour la première fois en juillet 2012 (C'est que je fais du rangement, hein, c'est pas que je vous ressers de la soupe périmée... Quoi, elle est pas bonne ma soupe ??).

Un vent de nouveauté souffle sur le monde de la physique, en provenance du LHC, le grand collisionneur de particules lové sous la frontière franco-suisse. Cette immense machine, la plus grande installation scientifique jamais réalisée, a atteint son régime de croisière depuis 2010. Les résultats préliminaires présentés aujourd’hui ont de quoi bouleverser notre conception de la matière et de l’univers. Rien que ça !

Le «modèle standard» a été construit par les physiciens depuis les années soixante pour décrire mathématiquement les particules élémentaires qui composent toute chose dans l’univers : les quarks, les leptons et les bosons, ainsi que leurs interactions. Chose étrange, ce modèle prédit que les particules doivent avoir une masse nulle. Or, vous avez dû vous en apercevoir, vous avez une masse !

La particule pot-de-colle

Pour résoudre ce problème, Peter Higgs a alors suggéré en 1964 l’existence d’une particule spéciale, le boson de Higgs. L’univers serait en réalité rempli de ces bosons du genre pots-de-colle, qui interagissent avec les autres particules et les ralentissent. La masse n’est plus une propriété intrinsèque de la matière, mais le résultat de l’interaction avec les bosons de Higgs. Plus une particule interagit avec les bosons, plus elle sera ralentie et donnera l’impression d’être massive.

L’une des raisons de la construction du LHC est la recherche de cette particule, devenu la pierre angulaire du modèle standard. Le LHC est constitué d’un anneau de 27 km de long dans lequel sont créés des faisceaux de particules, voyageant en sens inverse l’un de l’autre, à quasiment la vitesse de la lumière. L’objectif est la collision frontale entre les deux faisceaux, à une énergie colossale. Les particules vont alors interagir et créer une multitude d’autres particules, observées par les détecteurs du LHC.

Le graal des physiciens enfin à leur portée

Aujourd’hui, les équipes du LHC ont présenté leurs résultats démontrant l’existence irréfutable d’un boson de Higgs. De nombreuses autres données recueillies dans les prochains mois montreront si ce boson a bien les propriétés prévues par le modèle standard ou s’il est plus exotique.

En effet, quelques menus problèmes persistent dans notre compréhension de l’univers. Par exemple, la question de la matière noire (lien), qui constituerait l’essentiel de la matière, mais de nature encore totalement inconnue. De nombreux physiciens espèrent que les propriétés du boson de Higgs éclaireront cette question.

Et vous saurez enfin pourquoi vous avez une masse (et ça, c'est la classe, grosses fesses ou non).

Pour aller plus loin
Magnifiques photos à 360° et sonorisées du LHC :
http://petermccready.com/
Le site du LHC, avec des vidéos :
http://www.lhc-france.fr/les-experiences/a-la-recherche-du-boson-de-higgs