Bonjour, Higgs ? Es-tu là? Le monde entier aimerait savoir. Johannes Simon/Getty Images La physique des particules a généralement du mal à rivaliser avec la politique et les potins des célébrités pour les gros titres, mais le boson de Higgs a beaucoup retenu l'attention. C'est exactement ce qui s'est passé le 4 juillet, 2012, bien que, lorsque des scientifiques du CERN ont annoncé qu'ils avaient trouvé une particule qui se comportait comme ils s'attendent à ce que le boson de Higgs se comporte. Peut-être le surnom grandiose et controversé du célèbre boson, la "Particule de Dieu, " a fait vibrer les médias. Là encore, la possibilité intrigante que le boson de Higgs soit responsable de toute la masse de l'univers capte plutôt l'imagination, trop. Ou peut-être sommes-nous simplement impatients d'en savoir plus sur notre monde, et nous savons que si le boson de Higgs existe, nous allons percer un peu plus le mystère.
Afin de vraiment comprendre ce qu'est le boson de Higgs, cependant, nous devons examiner l'une des théories les plus importantes décrivant le fonctionnement du cosmos :la modèle standard . Le modèle nous parvient par la physique des particules , un domaine rempli de physiciens dédiés à la réduction de notre univers compliqué à ses blocs de construction les plus élémentaires. C'est un défi que nous relevons depuis des siècles, et nous avons fait beaucoup de progrès. Nous avons d'abord découvert les atomes, puis des protons, neutrons et électrons, et enfin les quarks et les leptons (plus sur ceux-ci plus tard). Mais l'univers ne contient pas que de la matière; il contient également des forces qui agissent sur cette matière. Le modèle standard nous a donné plus d'informations sur les types de matière et de forces que peut-être toute autre théorie dont nous disposons.
Voici l'essentiel du modèle standard, qui a été développé au début des années 1970 :Notre univers entier est composé de 12 particules de matière différentes et de quatre forces [source :Organisation européenne pour la recherche nucléaire]. Parmi ces 12 particules, vous rencontrerez six quarks et six leptons. Quarks forment des protons et des neutrons, tandis que les membres du lepton la famille comprend l'électron et l'électron neutrinos , son homologue chargé neutre. Les scientifiques pensent que les leptons et les quarks sont indivisibles; que vous ne pouvez pas les séparer en particules plus petites. Avec toutes ces particules, le modèle standard reconnaît également quatre forces :la gravité, électromagnétique, fort et faible.
Au fur et à mesure des théories, le modèle standard a été très efficace, mis à part son incapacité à s'adapter à la gravité. Armé de ça, les physiciens ont prédit l'existence de certaines particules des années avant qu'elles ne soient vérifiées empiriquement. Malheureusement, le modèle a encore une autre pièce manquante - le boson de Higgs. Qu'est-ce que c'est, et pourquoi est-il nécessaire que l'univers décrit par le modèle standard fonctionne ? Découvrons-le.
Les forces fondamentales de l'univers Comme il s'avère, les scientifiques pensent que chacune de ces quatre forces fondamentales a une particule porteuse correspondante, ou boson , qui agit sur la matière. C'est un concept difficile à saisir. Nous avons tendance à penser que les forces sont mystérieuses, des choses éthérées qui chevauchent la frontière entre l'existence et le néant, mais en réalité, ils sont aussi réels que la matière elle-même.
Certains physiciens ont décrit les bosons comme des poids ancrés par de mystérieux élastiques aux particules de matière qui les génèrent. En utilisant cette analogie, nous pouvons penser aux particules qui disparaissent constamment de l'existence en un instant et pourtant tout aussi capables de s'emmêler avec d'autres élastiques attachés à d'autres bosons (et de transmettre une force dans le processus).
Les scientifiques pensent que chacun des quatre bosons fondamentaux a ses propres bosons spécifiques. Champs électromagnétiques, par exemple, dépendent du photon pour transmettre la force électromagnétique à la matière. Les physiciens pensent que le boson de Higgs pourrait avoir une fonction similaire, mais transférer la masse elle-même.
La matière ne peut-elle pas simplement avoir une masse intrinsèque sans que le boson de Higgs ne perturbe les choses ? Pas selon le modèle standard. Mais les physiciens ont trouvé une solution. Et si toutes les particules n'avaient pas de masse inhérente, mais à la place gagner de la masse en passant par un champ ? Ce champ, connu comme un Champ de Higgs , pourrait affecter différentes particules de différentes manières. Les photons pourraient glisser sans être affectés, tandis que les bosons W et Z s'enliseraient dans la masse. En réalité, en supposant que le boson de Higgs existe, tout ce qui a de la masse l'obtient en interagissant avec le tout-puissant champ de Higgs, qui occupe tout l'univers. Comme les autres domaines couverts par le modèle standard, celui de Higgs aurait besoin d'une particule porteuse pour affecter d'autres particules, et cette particule est connue sous le nom de boson de Higgs.
Le 4 juillet, 2012, des scientifiques travaillant avec le Large Hadron Collider (LHC) ont annoncé leur découverte d'une particule qui se comporte comme le boson de Higgs devrait se comporter. Les résultats, bien que publié avec un degré élevé de certitude, sont encore quelque peu préliminaires. Certains chercheurs appellent la particule "Higgslike" jusqu'à ce que les résultats - et les données - résistent à un examen plus approfondi. Indépendamment, cette découverte pourrait inaugurer une période de découverte rapide de notre univers.
