Le mercredi 4 juillet 2012, le CERN présentera une mise à jour cruciale sur la recherche du boson de Higgs lors d'une conférence à Melbourne. La particule mystérieuse a-t-elle été découverte ?
Une attente palpable au CERN
À l'issue des analyses de fin 2011, les collaborations ATLAS et CMS du CERN avaient indiqué une indication forte d'un boson de Higgs avec une masse entre 115 et 130 GeV. Ces résultats n'atteignaient pas encore le seuil de certitude requis. Depuis mars 2012, les expériences ont doublé le volume de données collectées, permettant une décision finale.
Qu'est-ce que le boson de Higgs ?
Dans les années 1960, Peter Higgs, Robert Brout et François Englert ont théorisé un champ d'énergie expliquant la masse des particules élémentaires. Ce champ de Higgs, comme une "soupe" dense de bosons, confère de la masse aux quarks et électrons en les ralentissant, contrairement aux photons qui y échappent et voyagent à la vitesse de la lumière.
Ce champ serait apparu un quadrillionnième de seconde après le Big Bang, permettant l'assemblage des particules en atomes, étoiles et vie.
L'expérience au LHC
Pour recréer les conditions post-Big Bang, le Large Hadron Collider (LHC) accélère des hadrons (protons ou ions lourds) à près de la vitesse de la lumière en sens opposés. Les collisions libèrent une énergie propice à la création éphémère du boson de Higgs, qui se désintègre aussitôt. Les physiciens traquent ses traces dans les débris.
Le LHC excelle dans la détection des désintégrations en photons ou bosons Z, tandis que le Tevatron (États-Unis) cible les paires de quarks b.
Le seuil de certitude : l'échelle sigma
La découverte exige 5 sigma (1 chance sur 3,5 millions d'être due au hasard). Le Tevatron a atteint 2,9 sigma pour une masse de 125 ± 7 GeV le 2 juillet 2012. ATLAS visait 126 GeV (2,9 sigma) et CMS 124 GeV (3,1 sigma) fin 2011. Les données doublées devraient trancher le 4 juillet.
Si le Higgs existe…
La découverte ouvrirait de nouvelles études. Nick van Remortel, physicien belge au CERN, souligne que le LHC produit un "fond" de particules parasites. Un futur collisionneur linéaire (ILC) permettrait d'isoler le Higgs pur avec des électrons et positrons.
… Et s'il n'existe pas ?
L'absence du Higgs invaliderait partiellement le Modèle standard, ouvrant la porte à une physique nouvelle avec d'autres particules ou forces.
Suivez l'événement en direct
Regardez la webdiffusion du CERN. Eos proposera un rapport détaillé sur son site web et iPad Weekly. Pierre Van Mechelen et Nick van Remortel interviendront sur Scilogs.
