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Le boson de Higgs, une énigme de la physique en passe d'être résolue

Les chercheurs du CERN ont annoncé, mardi 13 décembre, avoir identifié des signaux qui pourraient trahir l'existence du boson de Higgs, la seule particule élementaire encore non identifiée.

franceinfo

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Publié le 14/12/2011 19:33 Mis à jour le 08/10/2013 13:08

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Représentation d'une collision de protons réalisée dans l'accélérateur de particules du Cern. ((FABRICE COFFRINI / AFP)) — Représentation d'une collision de protons réalisée dans l'accélérateur de particules du Cern. ((FABRICE COFFRINI / AFP))

On l’appelle "la particule divine". L’expression ne plaît pas aux scientifiques, mais pour le commun des mortels, l’image est plus parlante que son nom : le boson de Higgs. Si son existence est prouvée, elle permettrait d’expliquer pourquoi certaines particules ont une masse et d’autres non. Concrètement, cette découverte validerait les théories scientifiques sur lesquelles s’est appuyée la physique moderne. Selon les derniers résultats publiés par le Centre européen de recherche nucléaire (CERN), cette "quête du Graal" de l'infiniment petit, entamée depuis les années 1960, semble proche d’aboutir.

Pourquoi est-il si important de trouver le boson de Higgs ?

Pour Bruno Mansoulié, directeur de recherche au CEA (Commissariat à l'énergie atomique), c'est "la pierre angulaire du modèle standard de la physique des particules". Concrètement, on explique la nature, c'est-à-dire nous-mêmes et ce qui nous entoure, grâce à des particules élémentaires. Aujourd'hui, elles sont toutes connues. Toutes, sauf une : le boson de Higgs. Jusqu'à présent, toutes les théories et les découvertes scientifiques ont été basées sur son existence supposée, sans que l'on puisse la prouver. Mais si le CERN réussit à déterminer la masse du boson de Higgs, cela voudra dire que celui-ci est bel et bien présent dans notre univers.
Sa découverte pourrait également ouvrir de nouveaux horizons et aboutir à des avancées sur la compréhension de notre environnement et de son origine, comme l'explique Bruno Mansoulié à Nicolas Chateauneuf et Matthias Second de France 2.

Quels sont les résultats publiés par le CERN ?

Les scientifiques du CERN ont annoncé, mardi 13 décembre, avoir identifié des signaux qui pourraient trahir l'existence du boson de Higgs. La fameuse particule est traquée depuis vingt mois dans le "Grand collisionneur de hadrons" (LHC) du CERN. Il s’agit d’un immense accélérateur de particules enfoui aux portes de Genève, sous la frontière franco-suisse. Cette installation de 27 km de circonférence, construite à 100 mètres sous terre, permet de recréer les conditions ayant existé quelques fractions de secondes après le Big Bang, le point de départ de notre univers.

Les physiciens font s’entrechoquer des protons à la vitesse de la lumière, espérant détecter, dans les débris, la trace du boson de Higgs. Rien que pour 2011, 400 000 milliards de collision ont été provoquées."Cette accumulation de données permet de marquer un progrès sensible dans la quête du boson de Higgs, mais ne suffit pas à trancher sur l’existence ou la non-existence de cette insaisissable particule", résume le CERN dans un communiqué. Alors, tout ça pour ça ? Non, explique le physicien Daniel Fournier à Nicolas Chateauneuf et Matthias Second. Ces mesures permettent de cerner le boson de plus en plus précisément :

Pourquoi tant de prudence ?

La marge d'erreur des expériences du CERN ne serait que d'environ 1 %. Mais le doute reste suffisant pour que les physiciens refusent d'affirmer qu'ils ont scientifiquement "découvert" le boson de Higgs. Pour publier une découverte conforme aux critères scientifiques, il faudrait être "sûr à 99,99995 %", explique Daniel Fournier, soit un risque d'erreur de 5 sur 10 millions. "On est excités, mais la nature peut nous piéger, il faut faire attention" rappelle le physicien Philippe Chomaz. Surtout après la déconvenue de 2000, où les physiciens avaient cru, à tort, avoir mis la main sur cette insaissable particule.

Seul moyen de lever l'ambiguïté statistique : quadrupler le nombre de collisions. Ce qui devrait être fait en 2012, avant d'enfin pouvoir résoudre cette énigme. Et affirmer officiellement que le boson de Higgs existe.