Sûr, le modèle standard est sympa, mais les physiciens ne se contentent pas d'en rester là. Ici, Leon Lederman (il est lauréat du prix Nobel de physique 1986) s'adresse au Sommet mondial sur la physique au-delà du modèle standard en 2006. Rodrigo Buendia/AFP/Getty Images Plus rapide qu'une balle excès de vitesse! Plus puissant qu'une locomotive:Capable de sauter des immeubles de grande hauteur en un seul bond ! Pourquoi, c'est la supersymétrie bien sûr. (SUSY, si vous préférez son plus mignon, personnalité incognito.) De tous les super-héros que nous avons dans l'univers, la supersymétrie pourrait être celle qui nous sauvera de l'anéantissement total. Pas parce qu'il combat les méchants ou déjoue les méchants, mais parce que cela pourrait expliquer comment le plus petit, les parties les plus élémentaires du cosmos fonctionnent. Débloquez l'univers, et qui sait contre quoi nous pouvons nous défendre.
Qui est notre héros intelligent ? Notre héroïne musclée ? Bien, c'est plus un Peter Parker mous que le suave Spider-Man. C'est en fait un principe - conçu pour combler les trous d'un autre cadre - que les physiciens commencent à craindre n'est pas aussi fort qu'il n'y paraît. La supersymétrie a peut-être enfin trouvé sa place, et le Grand collisionneur de hadrons est l'arène où il pourrait bien prendre son dernier souffle.
D'abord, un pas en arrière. Le modèle standard est ce que les physiciens utilisent aujourd'hui pour comprendre les rudiments de l'univers. Il définit les particules fondamentales, ainsi que les quatre forces qui interagissent avec les particules pour faire avancer l'univers. Ces particules comprennent des quarks et des leptons :vous connaissez peut-être les protons et les neutrons de la famille des quarks, et les électrons et les neutrinos sous forme de leptons. Les forces sont fortes, faible, électromagnétique et gravitationnel.
Le modèle standard dit également que chacune de ces forces a une particule (ou boson) correspondante. En échangeant des bosons entre eux, la matière peut transférer de l'énergie entre elles [source :CERN]. Et voici quelque chose de vraiment pratique :chaque particule du modèle standard a été trouvée, y compris - il n'y a pas si longtemps - le boson de Higgs. Le Higgs constitue un champ de Higgs plus grand, qui transfère la masse aux particules.
Maintenant, voici une chose étrange. Si le modèle standard est correct, cela signifie que le champ de Higgs donne aux particules subatomiques leur masse. Mais il ne dit pas ce que sont les masses, cela n'explique pas non plus pourquoi le boson de Higgs serait léger - il devrait être vraiment, vraiment lourd si les autres particules du modèle standard interagissent avec elle comme prévu.
C'est là qu'intervient la supersymétrie. Comme nous le rappellent les gens du Laboratoire Fermi, la supersymétrie est un principe, pas une théorie, cela signifie donc qu'il existe de nombreuses théories supersymétriques qui diffèrent sur divers points. Tous, bien que, présentent des équations supersymétriques qui traitent la matière et les forces de manière identique [source :Fermilab]. Ouais, la matière et la force peuvent être échangées.
Comment cet équilibre peut-il être? La supersymétrie dit que chaque particule décrite dans le modèle standard a un superpartenaire avec une masse différente. Ainsi, chaque particule de matière connue (ou fermion ) a une particule de force (ou boson ) et vice versa. Un électron est un exemple de fermion, tandis qu'un photon est un exemple de boson. L'une des propriétés les plus utiles des superpartenaires serait qu'ils annuleraient en fait le vrai, très grande masse que le modèle standard prédit que le Higgs aurait. Ce qui a l'air génial, parce que hé - nous avons trouvé le Higgs, et ce n'était pas si énorme. La supersymétrie est vivante ! Vive la supersymétrie !
Euh, mais vous voudrez peut-être attendre car c'est là que réside un gros problème avec la supersymétrie et les superpartenaires :nous ne les avons pas vus. Bien qu'il soit formidable de trouver le Higgs à la masse prédite par la supersymétrie, nous devrions vraiment voir toutes ces particules de superpartenaire, trop. Et après avoir fait fonctionner le grand collisionneur de hadrons pendant des années, nous n'avons pas.
Oui, Oui, c'est un peu difficile à justifier de s'accrocher à la supersymétrie. Nous supposons que tous ces superpartenaires existent parce que le modèle standard aurait simplement plus de sens s'ils le faisaient. Cela ressemble à de la mauvaise science, droit?
Bien, pas si vite. La supersymétrie répondrait bien plus qu'à la question de Higgs, et être capable de résoudre plusieurs problèmes avec une seule solution est attrayant pour les scientifiques [source :Fermilab]. Par exemple, les physiciens ne comprenaient pas pourquoi les galaxies tournent aussi vite, vu leur masse importante, alors ils ont posé une nouvelle question -- matière noire -- résoudre le problème. Ensuite, ils ont rencontré un problème plus important :si la matière noire existe, de quoi diable est-il fait ? On ne l'avait jamais vu, nous ne pouvions donc pas dire ce qui compose l'étoffe mystérieuse. La supersymétrie résout ce problème, parce que la particule supersymétrique la plus légère correspondrait totalement à la facture de la matière noire.
Une autre aubaine que la supersymétrie apporterait ? Que les trois forces que nous comprenons à l'échelle subatomique (forte, faible et électromagnétique) pourrait être compris comme faisant partie d'une force unificatrice. Alors que le modèle standard dit que les forces deviennent similaires à de très hautes énergies, la supersymétrie prédirait que les trois forces s'unifieraient à une même énergie [source :Fermilab]. Maintenant, ce n'est pas nécessaire pour avoir "un sens, " mais - comme nous l'avons dit - les physiciens aiment le naturel, solutions élégantes. La supersymétrie créerait exactement le genre de solution que les physiciens recherchent lorsqu'il s'agit de la question de l'unification des forces.
Encore, il faut se rappeler que tout cela ne sert à rien si nous ne trouvons pas ces superpartenaires. Si nous ne pouvons pas les trouver, nous n'avons aucune explication pour la masse du boson de Higgs, la matière noire ou l'unification des forces. Mais nous appelons l'heure de la mort sur la supersymétrie avant de lui avoir donné une chance de se battre.
Parce que l'espoir pourrait être sur le chemin, sous la forme d'une explosion massive de protons. C'est exact, nos espoirs reposent toujours sur le Grand collisionneur de hadrons, l'accélérateur de particules qui était responsable de trouver des preuves du boson de Higgs en 2012. Bien que trouver le Higgs était sans aucun doute un gros problème pour les partisans de la supersymétrie - et les physiciens en général - ce qu'ils espéraient vraiment était de trouver un tas de particules . Plus précisement, un tas de ces superpartenaires insaisissables qui nous amèneraient à comprendre que la supersymétrie est réaliste.
Il n'est pas exagéré de dire que trouver uniquement le Higgs (et aucun autre superpartenaire) au LHC a posé une petite crise dans le monde de la physique. Après tout, pour que la masse de Higgs ait un sens, les superpartenaires auraient dû être trouvés à peu près au même endroit [source :Wolchover]. Le LHC devrait se rallumer en 2015, écraser des protons à des énergies encore plus élevées pour, espérons-le, trouver des superpartenaires à des masses plus élevées. Malheureusement, cela ne résout pas tout à fait le problème :même s'ils trouvent des superpartenaires de masse, les effets très pratiques de la supersymétrie -- qu'elle annulerait la masse super lourde du Higgs -- ne fonctionneraient pas aussi bien [source :Wolchover]. Alors nous ferions, encore, être coincé dans une ornière de supersymétrie.
Mais comme les gens l'ont noté, la supersymétrie est un principe, pas une théorie. Dans certains scénarios supersymétriques, le Large Hadron Collider n'aurait pas pu repérer les superpartenaires, en raison des limites des expériences, et leur incapacité à détecter des particules moins stables [source :Wolchover]. Ainsi, alors que la supersymétrie doit probablement entrer dans la pièce assez rapidement avec une assez bonne excuse pour être si en retard, il n'est pas encore temps de fermer la porte.
Ces superpartenaires du MIA commencent vraiment à faire paniquer certains physiciens. Ce serait vraiment grave si nous ne les voyions jamais, parce que la physique des particules a désespérément besoin de théories vérifiables. Sans superpartenaires - ou du moins, aucun moyen de les vérifier dans notre univers - nous devrions trouver une autre solution testable à certains des trous du modèle standard.
