30/08/2011

Boson de Higgs : l’étau se resserre

Le LHC fonctionne si bien que les physiciens sont certains de trouver, s'il existe, le boson de Higgs avant fin 2012.

collisions de particules
Crédit : CERN/CMS

Les physiciens y croyaient très fort, mais le verdict est tombé le 22 août dernier à la conférence Lepton-Photon de Mumbai. « Le boson de Higgs n’a toujours pas été identifié », affirme Laurent Serin, physicien et directeur scientifique adjoint de l’IN2P3 du CNRS. « Cependant les expériences du plus puissant des accélérateurs de particules, le LHC (Large Hadron Collider) au CERN à Genève, fonctionnent si bien que, s’il existe, elles nous en apporteront bientôt la preuve » ajoute-t-il confiant.

Pourtant un mois auparavant, les 700 physiciens réunis pour la conférence « Europhysics Conference on High Energy Physics » à Grenoble, étaient au comble de l’excitation : les détecteurs de deux expériences séparées sur le LHC (Atlas et CMS) avaient enregistré de manière indépendante des signaux qui pouvaient faire espérer la signature du boson de Higgs. Dans un domaine de masse autour de 140 GeV (gigaélectronvolts) les données expérimentales présentaient chacune des excès d’événements. Cependant, avec une analyse plus poussée et un nombre de collisions enregistré doublé entre les deux conférences, il semblerait que cet excès n’était dû qu’à des fluctuations statistiques.

Encore raté ! Le graal de la physique moderne qui tient en haleine les physiciens du monde entier depuis que Peter Higgs et ses collègues ont démontré en théorie son existence va encore garder son mystère. Depuis plus de quarante ans en effet, le boson échappe à toutes les expériences qui sont mises en place pour l’observer. Or il est la pièce maîtresse sur laquelle repose le bel édifice théorique, appelé « Modèle Standard », qui décrit le bel ordonnancement de la matière par le jeu de quatre forces fondamentales. Si on ne trouve pas le boson, le modèle s’effondre.

Néanmoins, les physiciens restent confiants : le LHC et les expériences fonctionnent très bien et la traque va se poursuivre de plus belle. « Tout va très vite », poursuit Laurent Serin. « Les équipes d’Atlas et CMS, avec une forte contribution des groupes français, ont analysé plus de 100x1012 collisions en un temps très court et ont permis déjà d’exclure presque 50% du domaine de masse dans lequel il pourrait exister (entre 115 et 600 GeV). Et en décidant de poursuivre l’exploitation du LHC à son niveau d’énergie actuel (7 millions d’électronvolts) jusqu’à fin 2012, nous sommes certains de prouver son existence. » Ou non. Dans ce cas, il faudra inventer de nouveaux modèles théoriques. Mais c’est une autre histoire.