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Publié par Scientifique

 

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Les physiciens européens du Cern ont prouvé, hier, l’existence de ce boson recherché depuis les années 60. Un aboutissement crucial pour la science.

Par SYLVESTRE HUET

Les physiciens du monde entier ont sorti le champagne hier matin. Le signal de la fête a été donné depuis une salle de conférence bondée du Cern (Organisation européenne pour la recherche nucléaire), installé à la frontière franco-suisse, près de Genève. «Today is a special day», a lancé Rudolf Heuer, le directeur général du Cern. Un jour où ils peuvent fêter «un accomplissement, une étape historique et un début» dans leur quête des constituants élémentaires de l’Univers et des forces qui les relient.

 

Puis, il a passé la parole à deux chercheurs, un homme (Joe Incandela) et une femme (Fabiola Gianotti) qui ont présenté les analyses des gerbes de particules provoquées par des milliards de chocs entre protons, se dirigeant les uns contre les autres quasiment à la vitesse de la lumière, dans les détecteurs géants du grand collisionneur de hadrons (LHC) dont l’anneau fait 27 kilomètres.

 

Ovation. Bilan des analyses de l’énorme masse de données tirée des détecteurs conduits par des milliers de physiciens : des bosons de Higgs, particule cruciale pour la compréhension de l’Univers, ont bien surgi de ces chocs. A l’annonce qu’il n’y avait plus de doute sur la découverte de cette nouvelle particule - le risque d’avoir été dupé par une fluctuation statistique du «bruit de fond» de l’expérience est inférieur à 1 sur 10 millions -, les orateurs reçoivent une ovation.

Les physiciens, dont les équipes du CNRS et du Commissariat à l’énergie atomique (CEA) en France, peuvent à raison s’enthousiasmer. L’avancée majeure qu’ils viennent de réaliser pourrait bien, dans le futur, éclipser nombre d’événements politiques et sociaux qui captent l’attention aujourd’hui. Elle représente en effet rien moins que l’accomplissement d’une quête dont les débuts remontent aux années 60.

 

A l’époque, la physique commence à explorer l’infiniment petit avec des accélérateurs de particules, en cognant les particules contre des cibles ou les unes contre les autres. Au début, une multitude de particules y sont produites, l’énergie s’y transformant en matière, un véritable maquis et un casse-tête théorique. Mais ces particules sont pour la plupart composites et non élémentaires, comme l’électron que rien ne peut «couper». Puis, au fur et à mesure que la montée en énergie des machines permet une découpe de plus en plus fine de la matière, les physiciens parviennent aux particules élémentaires et à leurs relations. Ils élaborent alors une formidable construction intellectuelle qui explique de quelles briques de base l’Univers est constitué (voir ci-dessous) et comment ces particules interagissent pour former des atomes, faire briller les étoiles, rendre le ciel bleu…

Cette construction porte un bien vilain nom : «modèle standard». Cette appellation pour le moins dépréciative veut souligner qu’il ne s’agit pas vraiment d’une théorie - comme la relativité générale de Einstein ou la mécanique quantique. Car le modèle standard repose sur un grand nombre de paramètres (les masses des différentes particules, l’intensité de leurs interactions) qui sont issus de mesures physiques et non directement «produites» par la théorie fondamentale de l’infiniment petit, aujourd’hui appelée «théorie quantique des champs».

Ce modèle standard souffrait surtout d’un trou béant. Dans la théorie, la masse de ces particules de matière n’est pas une propriété intrinsèque. Elle résulte d’une interaction avec un champ répandu dans tout l’Univers, ce qui suppose l’existence d’une particule dédiée, un boson. Champ et boson sont proposés par trois théoriciens, Brout, Englert et Higgs, dont seul le dernier est popularisé.

 

Seigneur des anneaux. Dès le milieu des années 60, les physiciens savent donc que leur modèle standard ne sera prouvé que lorsque ce fameux boson sera trouvé. De 1980 aux années 2000, ils découvrent toutes les autres particules. Seul le boson de Higgs manque à l’appel. Pour le dénicher, une seule solution : construire le seigneur des anneaux, un accélérateur de particules, pour percer le mur des 100 GeV (milliard d’électronvolts) par particule produite. Dès le milieu des années 80, physiciens et ingénieurs savent quel défi il faut relever. Dans un premier temps, Etats-Unis et Europe sont en compétition. Les Américains vont concevoir une machine qui suppose le doublement de leur budget… mais leur projet «Desertron» (lire page 5) explosera en vol en 1993. Et le LHC restera sans concurrent.

 

Matière noire. La découverte du boson de Higgs résout une énigme de près de cinquante ans et complète un édifice théorique et expérimental qui restera comme une étape décisive de l’histoire des sciences. Mais elle ouvre aussi l’espoir d’une «nouvelle compréhension de l’Univers», affirme le Cern. Les questions ouvertes sont nombreuses. Les physiciens savent déjà que leurs théories favorites - la relativité générale de Einstein et la théorie quantique - s’effondrent dès lors qu’on veut les appliquer aux tout premiers instants qui suivent le big-bang.

Ils se demandent de quoi sont constituées ces mystérieuses matière et énergie noires qui, selon les astrophysiciens, représentent plus de 95% de la masse et de l’énergie de l’Univers. Ils espèrent bien que le LHC, en examinant en détail le boson de Higgs, et en recherchant d’autres particules, permettra d’attaquer ces énigmes.

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<br /> Blog(fermaton.over-blog.com)No.4- THÉORÈME PULSAR. - La théorie des cordes:Nouveauté ?<br />
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<br /> Blog(fermaton.over-blog.com),No-22. - THÉORÈME LHC. - Un Collisionneur !  Une Conscience ?<br />
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