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En 2011, le boson de Higgs a conservé son mystère
Le 13 décembre dernier, le Cern (Conseil européen pour la recherche nucléaire) a retransmis dans le monde entier, via Internet, l’état des recherches sur le fameux boson de Higgs. Rappelons qu’il s’agit de trouver la réponse (incroyablement complexe) à une question dont seule la formulation est simple : pourquoi les particules élémentaires ont-elles une masse ?
Le mystérieux responsable présumé étant le fameux boson de Higgs, pièce constitutive de toute la physique. Pour le traquer, le LHC fracasse depuis 2009 les protons les uns contre les autres à grande vitesse à une température avoisinant les moins 271 degrés Celsius dans un entrelacs souterrain de 27 kilomètres à Genève. Et depuis 2009, la tension scientifique est à son comble, à l’image de celle des chercheurs du Laboratoire de physique corpusculaire (LPC) de Clermont, dont Demain Clermont-Ferrand a mis en lumière à plusieurs reprises les recherches associées.
Que révèlent les deux détecteurs CMS et Atlas ?
Le 13 décembre, au lendemain de la mise en hibernation du LHC jusqu’au printemps, les scientifiques ont rapporté des résultats troublants issus d’analyses promptement menées de la campagne 2011 de mesures. Certes, les progrès accomplis ont été spectaculaires, qu’il s’agisse du fonctionnement du LHC lui-même et de la capacité des deux détecteurs géants à trier parmi 400 000 milliards de collisions la petite dizaine qui pourrait correspondre à des candidats ressemblant au boson de Higgs.
Mais si cette particule existe, elle est très instable et se désintègre en d’autres particules-filles qui sont enregistrées et permettent de remonter à la particule mère qui les ont engendrées. Extraite de l’exposé Atlas et à titre d’exemple, la photo ci-contre représente un événement où les quatre trajectoires les plus longues correspondent à des muons qui pourraient être issus d’un boson de Higgs. Mais - et la conjonction est de taille ! - ils pourraient aussi résulter de processus physiques beaucoup plus banals qui constituent ce que l’on appelle le bruit de fond. Pour éviter tout risque d’aléa expérimental, les physiciens des particules s’imposent une règle d’airain : avoir 999 999 chances sur un million de ne pas se tromper, c’est-à-dire qu’une fluctuation du bruit de fond ait moins d’une chance sur un million de ressembler à un boson de Higgs !
La reprise des prises de données en 2012 et le quadruplement programmé des collisions vont permettre d’accumuler encore plus de candidats et il ne serait pas étonnant que vers l’été ou, dans le pire des cas, à la fin de l’année, une réponse définitive soit donnée à la question : le boson de Higgs existe ou n’existe-t-il pas ?
