Découverte d'une particule qui pourrait être le boson de Higgs

Radio-Canada avec Reuters, Agence France-Presse et La Presse Canadienne
Le reportage de Catherine Kovacs

L'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) a annoncé mercredi avoir découvert une nouvelle particule subatomique qui pourrait être le fameux boson de Higgs, chaînon manquant de la physique moderne.

L'explication de Janic Tremblay, journaliste aux Années lumière

Les résultats des expériences ATLAS et CMS, obtenus à l'aide du grand collisionneur de hadrons (LHC), ont été annoncés en prélude à la Conférence annuelle de physique des particules qui se tient cette semaine à Melbourne, en Australie. La plupart des chercheurs qui ont participé aux travaux assistaient au dévoilement par vidéoconférence dans un amphithéâtre en Suisse.

« Nous avons franchi une nouvelle étape dans notre compréhension de la nature. La découverte d'une particule dont les caractéristiques sont compatibles avec celles du boson de Higgs ouvre la voie à des études plus poussées, exigeant davantage de statistiques, qui établiront les propriétés de la nouvelle particule. » — Rolf Heuer, CERN
Le Britannique Peter Higgs et le Belge François Englert Le Belge François Englert et le Britannique Peter Higgs discutent lors de l'annonce des résultats.  Photo :  AFP/FABRICE COFFRINI

Deux des trois physiciens à l'origine de la théorie du boson dans les années 1960 étaient présents dans l'amphithéâtre. Peter Higgs, âgé de 83 ans, était assis aux côtés de son confrère François Englert, 79 ans.

« Je n'aurais jamais espéré voir cela de mon vivant, et je vais demander à ma famille de mettre du champagne au frais. » — Peter Higgs

Le Modèle standard

Le boson de Higgs constitue l'ultime pièce du Modèle standard à avoir jamais été observée. Ce modèle, une théorie de la structure fondamentale de la matière élaborée dans les années 1960, décrit en fait toutes les particules et forces dans l'Univers.

C'est le physicien britannique Peter Higgs qui avait postulé le premier, en 1964, l'existence de cette particule à laquelle il a donné son nom.

Selon le modèle, le boson de Higgs explique pourquoi certaines particules disposent d'une masse, et d'autres, non. Sa détection permettrait donc de valider cette théorie.

Une pomme  Photo :  iStockphoto

L'exemple de la pomme

Le boson de Higgs est en quelque sorte le chaînon manquant de l'histoire de la matière. Prenons l'exemple de la pomme : au microscope, il est possible d'apercevoir l'ensemble des milliards de molécules qui composent ce fruit. S'il était possible de l'observer encore plus en détail, l'oeil apercevrait les atomes et leurs noyaux ainsi que les 12 particules élémentaires à la base de tout et qui sont composées d'énergie impalpable. Selon la théorie de Higgs, les particules d'énergie acquièrent une masse pour devenir de la matière consistante au contact du boson. D'où toute son importance, car le boson serait un élément-clé de la constitution de l'Univers. (Explications de Sandrine Laplace, CNRS)

Si cette découverte se confirme, les physiciens auront besoin de temps pour déterminer s'il s'agit bien du boson recherché depuis si longtemps.

« C'est un peu comme si vous aperceviez de loin un visage qui vous semble familier, Parfois, vous devez vous rapprocher un peu pour voir s'il s'agit bien de votre meilleur ami, ou si c'est en fait une personne qui lui ressemble beaucoup. » — Rolf Heuer

Le Modèle standard donne une image très précise de la matière qui constitue tout ce qui est visible dans l'Univers, ainsi que des forces qui régissent son comportement, mais il y a de bonnes raisons de penser que l'image n'est pas complète.

Reeves 1 L'astrophysicien Hubert Reeves estime que cette découverte est un grand moment pour la physique, qui ne se compare toutefois pas à celle de Galilée.

Par exemple, les scientifiques savent que l'Univers visible ne représente que 4 % de son ensemble.

La masse de la particule découverte est de 130 fois celle d'un proton, soit légèrement plus que les observations précédentes du CERN qui faisaient état d'une masse de 125 gigaélectron-volts (GeV).

Cette particule devient ainsi la plus massive qui existe.

Les dernières données produites par l'accélérateur de particules Tevatron, situé dans l'État américain de l'Illinois, pointaient aussi vers l'existence du boson de Higgs, a annoncé lundi le laboratoire américain Fermilab. Mais le Tevatron a été fermé à la fin de l'an dernier.

Un atome en 3D Une particule subatomique est un composant de la matière de taille inférieure à un atome.  Photo :  iStockphoto

Le saviez-vous?

Higgs a vu son premier article sur le boson rejeté par la revue Physics Letters, éditée à l'époque par le CERN, l'organisation même qui a ensuite dépensé beaucoup d'énergie pour le découvrir. Une deuxième version plus élaborée du document a finalement été publiée aux États-Unis.

La contribution canadienne

Environ 150 chercheurs de neuf universités canadiennes ont pris part aux recherches internationales ayant permis de trouver le boson de Higgs.

Dans les laboratoires de l'Université Carleton, à Ottawa, les chercheurs ont participé à la construction d'une pièce d'équipement du grand détecteur de particules, un calorimètre de quatre tonnes. Le projet a mobilisé une vingtaine de chercheurs et étudiants de Carleton pendant sept ans.

Isabel Trigger, une physicienne des particules pour le laboratoire TRIUMF de Vancouver, a qualifié la découverte de grande réussite canadienne.

Les recherches effectuées en sol canadien ont coûté environ 100 millions de dollars sur deux décennies, ce qui place le Canada parmi les pays à la fine pointe du progrès scientifique, selon Mme Trigger.

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