Le Boson de Higgs : une découverte centrale pour la physique moderne



Cafeine Le Mag
Jeudi 10 Octobre 2013

Le Nobel de physique a été décerné, le mardi 8 octobre2013, au célèbre trio de chercheurs Robert Brout (décédé), François Englert et Peter Higgs pour leurs travaux datant de 1964 ayant permis la découverte, en juillet 2012, de la particule élémentaire qui porte désormais leur nom : le boson de Brout-Englert-Higgs (ou BEH). C’est grâce à leurs travaux qu’a été découvert, en juillet 2012, le fameux boson au CERN (conseil européen pour la recherche nucléaire), dernière pièce du puzzle formant le « modèle standard » articulant l’ensemble de la physique des particules. Mais pourquoi récompenser un travail effectué il y a 50 ans ?


Simulation de la désintégration du boson de Higgs - Lucas Taylor
Simulation de la désintégration du boson de Higgs - Lucas Taylor

Le long parcours du boson

Dans un communiqué, le comité Nobel s’est néanmoins expliqué sur son choix qui, apparemment, en a étonné plus d’un : il s’agissait avant tout de récompenser « la découverte théorique d’un mécanisme qui contribue à notre compréhension de l’origine de la masse des particules subatomiques, et qui a récemment été confirmée ». Car c’est là l’apport fondamental des travaux du trio de physiciens : ils ont, à la suite de complexes travaux de physique théorique, postulé mathématiquement l’existence de cette particule élémentaire dont l’existence s’avère nécessaire au bon fonctionnement des théories appliquées à la physique de la matière. Les travaux se poursuivent, mais il faut attendre 2008 et la mise en service du LHC (large hadron collider, grand collisionneur de hadrons), le plus grand accélérateur de particules du monde, pour que des progrès significatifs vers une découverte empirique soient faits. Le 4 juillet 2012, le CERN annonce avoir « trouvé », au bout de 4 ans d’expérimentation, le boson prédit par les travaux théoriques de 1964. Il faut attendre mars 2013 pour que l’information soit confirmée, soit 49 ans après les publications des lauréats du Nobel de physique de cette année.

Quelle utilité à ce boson ?

L’existence du boson BEH est un élément central de la théorie du « modèle standard ». Ce modèle décrit le fonctionnement de la physique des particules élémentaires, qui cherche, entre autres, à expliquer l’origine de la masse de ces particules. Le boson de Higgs, a, en réalité, une existence trop brève pour être détecté. Il doit être « créé » autant de fois que nécessaire. C’est une sorte de « résidu » qui trahit sa présence. Et sa découverte équivaut non seulement à une validation pratique d’une théorie centrale de la physique moderne. Et comme la science n’est pas avare en mystère, la confirmation de l’existence du boson BEH soulève aussi son cortège de nouvelles interrogations. Les scientifiques peuvent maintenant se mettre en quête d’élucider de nombreuses autres inconnues quant à notre connaissance de l’infiniment petit. D’où vient la matière ? L’énergie noire ? La naissance même de l’univers ? La recherche en physique n’est pas près de manquer de sujet d’étude.

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