Le CERN confirme la découverte d'une nouvelle particule compatible avec le boson de Higgs prédit.
Le centre de recherche du CERN confirme qu'une nouvelle particule a été découverte, mais il n'est pas certain que la particule trouvée soit réellement le boson de Higgs longtemps recherché, ou un sosie exotique.
Lors d'une conférence du CERN, les expériences LHC ATLAS et CMS ont présenté les résultats les plus récents de la recherche du boson de Higgs. Les deux expériences ont observé une nouvelle particule dans la région de masse autour de 125-126 GeV (giga électron-volts).
La nouvelle a effectivement fuité hier - malgré l'embargo strict imposé à ses employés par le CERN, mais a maintenant été confirmée. Joe Incandela, porte-parole de l'expérience CMS, a déclaré que les chercheurs avaient vu quelque chose avec une grande certitude. Il ne voulait pas dire si ce "quelque chose" était aussi le boson de Higgs recherché depuis longtemps. «Pour cela, nous devons approfondir les recherches sur les propriétés de la particule découverte», explique Pierre Van Mechelen de l'université d'Anvers et impliqué dans l'expérience CMS. "Ce qui est certain, c'est qu'il s'agit d'un" boson ", une particule qui - comme on l'attend du Higgs - se désintègre en deux photons et a une masse d'environ 125 gigaélectron volts, environ 125 fois plus lourde qu'un proton et un demi-million de fois plus lourd qu'un électron.»
C'est la même valeur que le CERN annonçait à la fin de l'année dernière, alors sur la base de moins de données et donc avec moins de certitude statistique. Pour revendiquer une découverte, les scientifiques utilisent une échelle sigma à cinq points. Un sigma signifie qu'il est loin d'être certain que les résultats ne soient pas le fruit du pur hasard.
Trois sigma - la valeur des résultats à la fin de l'année dernière - est une observation valable, mais ce n'est qu'à un cinq sigma que les chercheurs parlent d'une découverte officielle. Dans ce cas, il y a à peine 0,00006 % de chances qu'ils se trompent.
Le résultat présenté aujourd'hui par CMS a un score de 4,9 sigma, celui d'ATLAS 5 sigma. La probabilité que ces résultats soient une coïncidence est inférieure à une sur un million, donc une pure découverte.
Conclusion de l'expérimentation CMS.
Conclusion de l'expérience ATLAS
"Jusqu'à hier, on discutait en interne de la possibilité de parler de découverte", a déclaré le physicien des particules anversois Nick van Remortel peu après l'annonce. «Mais lorsque deux groupes de recherche parviennent indépendamment à ce résultat, nous ne pouvons que dire avec certitude que nous avons découvert une nouvelle particule élémentaire. En combinant les données de CMS et d'ATLAS, la probabilité que la découverte soit une coïncidence est inférieure à une sur un milliard.'
Lors du séminaire du CERN, il y avait une humeur euphorique, comme si les chercheurs étaient juste regarder la coupe du monde avait gagné. «C'est un jour historique pour la physique des particules et la science en général. Nous avons franchi une étape importante dans notre compréhension de la nature", a déclaré le directeur du CERN, Rolf Heuer. "La découverte d'une particule compatible avec le boson de Higgs ouvre la voie à de nouvelles connaissances sur les nombreux mystères de notre univers."
Les auteurs de la théorie de Higgs, dont Peter Higgs et François Englert, se sont brièvement exprimés . Peter Higgs :"Je n'aurais jamais pensé que cette particule serait trouvée de mon vivant." François Englert, de l'Université libre de Bruxelles (ULB), ému, a également remercié son collègue Robert Brout, décédé l'an dernier :« C'est dommage qu'il ne puisse plus vivre cela. »
Le Belge François Englert et l'Ecossais Peter Higgs.
Higgs ou autre chose ?
Malgré la "découverte", la quête du Higgs n'est pas encore terminée. Après tout, il n'est pas certain que la particule trouvée soit réellement le boson de Higgs tant recherché ou un sosie exotique. Pour comprendre cela, il faut d'abord savoir comment les physiciens recherchent le boson de Higgs.
Avec le grand accélérateur de particules LHC, les scientifiques envoient des protons les uns vers les autres dans des directions opposées et presque à la vitesse de la lumière. Lorsque deux protons entrent en collision, une telle quantité d'énergie est libérée que des bosons de Higgs peuvent se former.
Cependant, les particules sont si instables qu'elles se désintègrent en d'autres particules après un milliardième de milliardième de milliardième de seconde. . Le Higgs lui-même ne sera donc jamais observé, mais les particules dans lesquelles il se désintègre le seront. Le modèle standard indique comment le boson de Higgs devrait s'effondrer. Il y a trois façons :deux particules Z, qui se désintègrent à nouveau en électrons ou en muons; deux particules W, qui à leur tour se désintègrent en électrons ou muons et deux neutrinos et deux photons (particules de lumière). Si ces produits de désintégration sont trouvés, des preuves de l'existence du boson de Higgs ont été fournies.
Nick van Remortel de l'Université d'Anvers :« Depuis 2011, les chercheurs de CMS ont confirmé les bonnes parties dans trois milliards de collisions ont confirmé l'existence d'un boson de Higgs. Ces parties pourraient également provenir d'une autre particule encore inconnue. Pour en être sûr, nous devons approfondir nos recherches sur les propriétés de la particule découverte.'
'Tout d'abord, davantage de données sont nécessaires. Les expériences avec le LHC se poursuivront donc jusqu'à la fin de 2012. D'ici là, nous doublerons les données actuellement disponibles, et nous aurons une réponse définitive quant à savoir si nous avons réellement affaire au boson de Higgs, et même si différents bosons de Higgs peuvent '
Hawking perd 100 $
Le physicien Stephen Hawking avait parié avec Gordon Kane de l'Université du Michigan que l'important boson de Higgs ne serait pas découvert. « Les grands sauts en physique sont toujours venus de choses auxquelles on ne s'attendait pas. C'est pourquoi je parie", a déclaré Hawing. "On dirait que j'ai perdu 100 $." Hawking souhaitait à Peter Higgs le prix Nobel, "mais c'est un peu dommage que le boson de Higgs ait été découvert comme prévu."
Qu'est-ce que le boson de Higgs ?
Au début des années 1960, des théoriciens, dont l'Ecossais Peter Higgs et les Belges Robert Brout et François Englert, ont imaginé un champ d'énergie supplémentaire qui explique pourquoi certaines particules ont une masse et d'autres pas. Ce « champ de Higgs » est la soupe à travers laquelle toutes les autres particules se déplacent et gagnent ainsi en masse.
Vous pouvez le comparer à un champ de festival bondé, où toutes les personnes inconnues sur le terrain représentent les particules de Higgs et vous et vos amis représentez d'autres particules telles que les quarks et les électrons - les plus petits éléments constitutifs des atomes. Vous ne pouvez pas simplement courir librement sur le terrain car la foule - le champ de Higgs - vous ralentit constamment dans vos mouvements. Une personne bien connue qui essaie de se faufiler dans la foule - par exemple, une rock star ou un joueur de football célèbre - aura encore plus de mal à se déplacer car elle est également constamment accostée par des chasseurs de signatures. Le mécanisme de Higgs fonctionne de manière similaire au niveau le plus bas. Certaines particules sont fortement ralenties par le champ de Higgs et ont beaucoup de masse, d'autres moins.
Le champ de Higgs s'est formé un quadrillionième de seconde après que le Big Bang ait commencé l'univers. Avant cela, toutes les particules élémentaires du cosmos étaient en apesanteur et se déplaçaient à la vitesse de la lumière. Sans le champ de Higgs, ce serait toujours le cas, et les minuscules blocs de construction élémentaires ne pourraient pas s'agglutiner pour former des étoiles, des planètes et, finalement, toute vie. Il existe également des particules insensibles au champ de Higgs, comme les photons ou les particules lumineuses. Ces particules sont en apesanteur et se déplacent à la vitesse de la lumière.
Lire le rapport personnel du chercheur du CERN Pieter Everaerts sur notre portail de blog Scilogs.
Entretiens avec les pères spirituels du boson de Higgs Peter Higgs et François Englert
