[article]
| Titre : |
Dossier : Après le boson de Higgs, à la découverte de nouvelles particules |
| Type de document : |
Article |
| Année de publication : |
2020 |
| Langues : |
Français (fre) |
| Note de contenu : |
Le 4 juillet 2012 est une date importante dans l'histoire de la physique, avec l'annonce de la découverte du boson de Higgs. Il était le dernier constituant - jusqu'alors inobservé - du modèle standard de la physique des particules, la théorie la plus aboutie dont les scientifiques disposent pour décrire le monde de l'infiniment petit. Élaboré progressivement depuis plus de soixante ans, il décrit les particules élémentaires de matière (les quarks et les leptons), ainsi que les bosons, qui transmettent les forces fondamentales : l'électromagnétisme, qui maintient par exemple les électrons autour du noyau des atomes ; l'interaction forte, qui assure la cohésion des noyaux et permet leur fusion au coeur des étoiles ; et enfin l'interaction faible, responsable du phénomène de radioactivité. Le modèle standard est surtout une théorie quantique où les particules sont les vibrations élémentaires de champs continus qui s'étendent partout dans l'espace, comme une vague est une vibration de la surface d'un océan. Le boson de Higgs, en particulier, est la manifestation du champ du même nom. C'est en interagissant avec ce dernier que les autres particules acquièrent leur masse. Un mécanisme crucial, prédit dès les années 1960 et dont la validation a été apportée par la découverte de 2012, à l'aide du plus grand accélérateur de particules au monde, le LHC. Une consécration pour le modèle standard.
Cependant, l'histoire n'est pas finie. Des nuages voilent le ciel de cette belle théorie et laissent présager l'existence, au loin, d'une nouvelle physique qui engloberait ce modèle. L'effervescence, voire l'impatience, est telle que la détection d'un signal anormal au LHC, en 2016, a déclenché une avalanche d'articles théoriques pour expliquer cette observation, qui s'est révélée être une fluctuation statistique. D'un point de vue expérimental, les accélérateurs de particules, tel le LHC, restent des instruments de recherche privilégiés. L'une des priorités consiste à mesurer plus précisément les propriétés du boson de Higgs, à la recherche d'éventuelles déviations par rapport au modèle standard, comme l'explique Ursula Bassler, présidente du Conseil du Cern. En Europe, les scientifiques du domaine réfléchissent à la stratégie à adopter pour mener cette recherche, avec de nouveaux accélérateurs ou d'autres expériences centrées par exemple sur les neutrinos ou la détection directe de matière noire. D'un point de vue théorique, une multitude de propositions existent pour dépasser le modèle standard : supersymétrie, dimensions supplémentaires, modèles composites... Mais aucun indice n'est venu accréditer l'une ou l'autre hypothèse. Les théoriciens ont aujourd'hui tendance à se détacher le plus possible des grandes théories hypothétiques pour se concentrer sur la modélisation des signatures expérimentales observables dans les détecteurs. Si nul ne sait aujourd'hui à quoi ressemblera la nouvelle physique, tous espèrent en retirer une meilleure description du monde qui nous entoure, voire des pistes pour réconcilier la gravitation avec la physique des particules. Mais ceci est une autre histoire !
- Après le boson de Higgs
- Les territoires connus de la physique des particules
- Au-delà du modèle standard
- « Le boson de Higgs, portail vers une nouvelle physique »
- Un chemin entre théorie et expérience |
in Recherche (La) > 559 [01/05/2020]
[article] Dossier : Après le boson de Higgs, à la découverte de nouvelles particules [Article] . - 2020. Langues : Français ( fre) in Recherche (La) > 559 [01/05/2020]
| Note de contenu : |
Le 4 juillet 2012 est une date importante dans l'histoire de la physique, avec l'annonce de la découverte du boson de Higgs. Il était le dernier constituant - jusqu'alors inobservé - du modèle standard de la physique des particules, la théorie la plus aboutie dont les scientifiques disposent pour décrire le monde de l'infiniment petit. Élaboré progressivement depuis plus de soixante ans, il décrit les particules élémentaires de matière (les quarks et les leptons), ainsi que les bosons, qui transmettent les forces fondamentales : l'électromagnétisme, qui maintient par exemple les électrons autour du noyau des atomes ; l'interaction forte, qui assure la cohésion des noyaux et permet leur fusion au coeur des étoiles ; et enfin l'interaction faible, responsable du phénomène de radioactivité. Le modèle standard est surtout une théorie quantique où les particules sont les vibrations élémentaires de champs continus qui s'étendent partout dans l'espace, comme une vague est une vibration de la surface d'un océan. Le boson de Higgs, en particulier, est la manifestation du champ du même nom. C'est en interagissant avec ce dernier que les autres particules acquièrent leur masse. Un mécanisme crucial, prédit dès les années 1960 et dont la validation a été apportée par la découverte de 2012, à l'aide du plus grand accélérateur de particules au monde, le LHC. Une consécration pour le modèle standard.
Cependant, l'histoire n'est pas finie. Des nuages voilent le ciel de cette belle théorie et laissent présager l'existence, au loin, d'une nouvelle physique qui engloberait ce modèle. L'effervescence, voire l'impatience, est telle que la détection d'un signal anormal au LHC, en 2016, a déclenché une avalanche d'articles théoriques pour expliquer cette observation, qui s'est révélée être une fluctuation statistique. D'un point de vue expérimental, les accélérateurs de particules, tel le LHC, restent des instruments de recherche privilégiés. L'une des priorités consiste à mesurer plus précisément les propriétés du boson de Higgs, à la recherche d'éventuelles déviations par rapport au modèle standard, comme l'explique Ursula Bassler, présidente du Conseil du Cern. En Europe, les scientifiques du domaine réfléchissent à la stratégie à adopter pour mener cette recherche, avec de nouveaux accélérateurs ou d'autres expériences centrées par exemple sur les neutrinos ou la détection directe de matière noire. D'un point de vue théorique, une multitude de propositions existent pour dépasser le modèle standard : supersymétrie, dimensions supplémentaires, modèles composites... Mais aucun indice n'est venu accréditer l'une ou l'autre hypothèse. Les théoriciens ont aujourd'hui tendance à se détacher le plus possible des grandes théories hypothétiques pour se concentrer sur la modélisation des signatures expérimentales observables dans les détecteurs. Si nul ne sait aujourd'hui à quoi ressemblera la nouvelle physique, tous espèrent en retirer une meilleure description du monde qui nous entoure, voire des pistes pour réconcilier la gravitation avec la physique des particules. Mais ceci est une autre histoire !
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