Le Higgs expliqué à Marie-Claire. Chère Marie-Claire, Pour comprendre l'histoire du boson, il faut d'abord réaliser que tout le fonctionnement de l'Univers repose sur un ensemble de particules élémentaires et de forces qui les font interagir entre elles ou se désintégrer. Les particules élémentaires sont les briques de base nécessaires à la construction de la matière qui nous entoure. Par exemple, pour le physicien des particules le contenu de ton Mojito est un assemblage complexe d'électrons, de protons et de neutrons qui se regroupent pour former des noyaux, des atomes, des molécules et donc des Mojitos. Les protons et les neutrons sont eux-mêmes des assemblages de quarks maintenus ensembles par d'autres particules nommées gluons. Tout ces assemblages sont décrits par une théorie qui marche super bien. Ça marche même tellement bien que depuis des années les physiciens n'ont pas de grosses surprises, tout est conforme à ce "modèle standard" de la physique des particules .
Bises, Dominique. Les coulisses des grandes expériences de physique des particules (1) La physique des particules ou physique des hautes énergies met en œuvre des appareillages géants, probablement les plus complexes et les plus sophistiqués qui puissent être conçus. Cette complexité vaut à la physique des particules d'être classée sous l'appellation un peu réductrice de "big science" et d'être parfois dénigrée par certains chercheurs qui considèrent que le gigantisme expérimental tue le sens physique.
Bien que ce jugement de valeur n'ait à mon avis pas beaucoup de sens et traduise une méconnaissance de la réalité, il faut reconnaitre que cette "big science" s'accompagne d'une méthodologie et d'une sociologie bien particulière. Il faut en effet mettre en place une organisation sans faille pour mener à bien de tels projets, impliquant de très nombreuses personnes d'origines diverses et des budgets conséquents. Cette note et la (ou les) suivante(s) présenteront quelques aspects de ces grandes expériences. À suivre... Les coulisses des grandes expériences de physique des particules (2) Cet article est le deuxième d'une série commencée ici. Les physicien(ne)s ne manquent pas d'idées, il y a dans les esprits tout un tas de projets plus ou moins embryonnaires, plus ou moins farfelus, afin de mesurer telle ou telle grandeur qui pourrait confirmer ou infirmer telle ou telle théorie.
Le déclic vient souvent d'une idée brillante. Dans le cas des collaborations BaBar au SLAC (USA) et Belle au KEK (Japon), l'idée de génie, proposée par Pier Oddone a été d'imaginer un collisionneur possédant deux faisceaux d'énergies différentes. Cette asymétrie permettait de donner une impulsion aux particules créées lors des collisions ce qui permit de mettre évidence et de mesurer le phénomène de violation de la symétrie CP dans le secteur des quarks beaux (ou quarks b).
Lorsque la construction d'une machine est décidée et que les financements sont à peu près acquis il convient de former des collaborations qui vont proposer des détecteurs et un programme précis de physique. À suivre... Peter Higgs … dans ATLAS et CMS … avec le détecteur de muons … Dans cette note, je vais tenter d'expliquer simplement comment les physicien(ne)s procèdent concrètement pour mettre en évidence une nouvelle particule telle que le bosonde Higgs à partir de l'enregistrement de milliards de collisions enregistrées dans des détecteurs géants tels que ceux qui sont installés sur le collisionneur LHC au CERN.
Nous allons voir que cette recherche s'apparente une enquête minutieuse, digne du Cluedo, dans laquelle la collecte d'indices conduira à débusquer le suspect, même si ce dernier est bien caché. Le premier élément à prendre en compte est qu'on ne cherche pas au hasard. Une particule, même inconnue doit suivre des lois précises. Par exemple nous ne sommes pas certains que le boson de Higgs existe, mais s'il existe et qu'il est standard, son taux de production et ses modes de désintégrations sont parfaitement calculable dans le cadre d'une théorie (lemodèle standard de la physique des particules dans ce cas), le seul paramètre libre étant sa masse.
Les neutrinos de Daya Bay. Il s'agit pourtant d'une avancée majeure dans la physique des neutrinos, mais curieusement cette découverte est passée plutôt inaperçue en dehors de la communauté des physiciens des particules. La mesure en question a été réalisée au sein d'une collaboration essentiellement sino-américaine et sur un appareillage installé à proximité des centrales nucléaires de Daya Bay et de Ling Ao au sud-est de la Chine, non loin de Hong-Kong. Afin de comprendre le résultat obtenu par l'expérience Daya Bay, il faut commencer par revenir au mécanisme d'oscillations des neutrinos qui est un phénomène purement quantique anticipé sur les neutrinos depuis fort longtemps et finalement mis en évidence en 1998 par l'expérience japonaise Super-Kamiokande.
Au niveau physique, les neutrinos peuvent être caractérisés soit par leurs interactions avec les autres particules (interactions faibles) soit par leur masse. Les états propres de masses et états propres de saveurs sont liés. Higgs, nouvelle physique et stabilité du vide. Bien qu'attendue depuis longtemps, la découverte récente d'une nouvelle particule "compatible" avec le boson Higgs est une avancée majeure pour la physique des particules, qui apporte sont lot de réponses mais aussi d'interrogations sur la description théorique des phénomènes mis en jeu.
Les deux expériences ATLAS et CMS ont fait preuve de prudence en n'annonçant pas la découverte du boson du Higgs, mais d'une particule ayant une masse proche de 125 GeV et compatible avec un boson de Higgs. Chaque mot est ici pesé de façon à préserver toute la rigueur scientifique sans céder à la tentation d'aller trop vite dans l'interprétation des résultats. Depuis la découverte annoncée à l'occasion de la conférence ICHEP 2012 à Melbourne, l'accélérateur LHC a parfaitement fonctionné et a permis aux expériences de presque tripler le nombre de collisions enregistrées.
La plus évidente des caractéristiques, puisque c'est celle qui permet de mettre en évidence son existence, est sa masse.