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| Quand vous arrivez sur la balance le matin, vous pouvez peut-être en espérant qu’elle enregistre un nombre plus petit que celui de la veille — vous avez peut-être en espérant que vous avez perdu du poids., C’est la quantité de masse en vous, plus la force de gravité, qui détermine votre poids. Mais qu’est ce qui détermine votre masse? c’est l’une des questions les plus posées, les plus ardemment poursuivies en physique aujourd’hui. De nombreuses expériences circulant dans les accélérateurs de particules du monde se penchent sur le mécanisme qui donne naissance à la masse. Les scientifiques du CERN, ainsi que du Fermilab dans l’Illinois, espèrent trouver ce qu’ils appellent le « boson de Higgs ». »Le Higgs, croient-ils, est une particule, ou un ensemble de particules, qui pourrait donner de la masse aux autres., l’idée qu’une particule donne une autre masse est un peu contre-intuitive… La masse n’est-elle pas une caractéristique inhérente à la matière? Sinon, comment une entité peut-elle donner de la masse à toutes les autres en flottant simplement et en interagissant avec elles? |
Higgs, Particule à Découvert!
Le 4 juillet 2012, le CERN a annoncé la découverte d’une nouvelle particule subatomique compatible avec le boson de Higgs, une particule recherchée depuis les années 1970., Que ce soit le Higgs ou quelque chose qui lui ressemble de près, une nouvelle particule est une découverte historique. Voir « Higgs à portée de main » sur le site Web du CERN.  illustration: le CERN |
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illustration: Le CERN
Cliquez sur l’image ci-dessus, utile pour un dessin animé explication du Mécanisme de Higgs.
une analogie souvent citée le décrit bien: imaginez que vous êtes à une fête hollywoodienne. La foule est plutôt épaisse et uniformément répartie dans la pièce, bavardant., Quand la grande étoile arrive, les gens les plus proches de la porte se rassemblent autour d’elle. Comme elle se déplace à travers le parti, elle attire les gens les plus proches d’elle, et ceux qu’elle s’éloigne de revenir à leurs autres conversations. En rassemblant un groupe de personnes autour d’elle, elle a pris de l’ampleur, une indication de masse. Elle est plus difficile à ralentir qu’elle serait sans la foule. Une fois qu’elle est arrêtée, il est plus difficile de la faire repartir.
cet effet de clustering est le mécanisme de Higgs, postulé par le physicien britannique Peter Higgs dans les années 1960., La théorie émet l’hypothèse qu’une sorte de réseau, appelé champ de Higgs, remplit l’univers. C’est quelque chose comme un champ électromagnétique, en ce sens qu’il affecte les particules qui le traversent, mais il est également lié à la physique des matériaux solides. Les scientifiques savent que lorsqu’un électron traverse un réseau cristallin chargé positivement d’atomes (un solide), la masse de l’électron peut augmenter jusqu’à 40 fois., La même chose pourrait être vraie dans le champ de Higgs: une particule qui se déplace à travers elle crée un peu de distorsion-comme la foule autour de l’étoile à la fête-et qui donne de la masse à la particule.
photo: CERN
Les scientifiques du CERN utilisent L’énorme détecteur ALEPH dans leur recherche de la particule de Higgs.
la question de la masse a été particulièrement déroutante, et a laissé le boson de Higgs comme la seule pièce manquante du modèle Standard encore à repérer., Le modèle Standard décrit trois des quatre forces de la nature: l’électromagnétisme et les forces nucléaires fortes et faibles. L’électromagnétisme est assez bien compris depuis de nombreuses décennies. Récemment, les physiciens ont appris beaucoup plus sur la force forte, qui lie les éléments des noyaux atomiques ensemble, et la force faible, qui régit la radioactivité et la fusion de l’hydrogène (qui génère l’énergie du soleil).
L’électromagnétisme décrit comment les particules interagissent avec les photons, de minuscules paquets de rayonnement électromagnétique., De la même manière, la force faible décrit comment deux autres entités, les particules W et Z, interagissent avec les électrons, les quarks, les neutrinos et autres. Il y a une différence très importante entre ces deux interactions: les photons n’ont pas de masse, alors que les masses de W et Z sont énormes. En fait, ce sont quelques-unes des particules les plus massives connues.
la première inclination est de supposer que W et Z existent simplement et interagissent avec d’autres particules élémentaires. Mais pour des raisons mathématiques, les masses géantes de W et Z soulèvent des incohérences dans le modèle Standard., Pour y remédier, les physiciens postulent qu’il doit y avoir au moins une autre particule the le boson de Higgs.
Les théories les plus simples ne prédisent qu’un seul boson, mais d’autres disent qu’il pourrait y en avoir plusieurs. En fait, la recherche de la ou des particules de Higgs est l’une des recherches les plus passionnantes, car elle pourrait mener à des découvertes complètement nouvelles en physique des particules. Certains théoriciens disent qu « il pourrait mettre en lumière des types entièrement nouveaux d » interactions fortes, et d « autres croient que la recherche révélera une nouvelle symétrie physique fondamentale appelée » supersymétrie., »
photo: CERN
Les scientifiques du CERN ne savaient pas si ces événements enregistrés par le détecteur ALEPH indiquaient la présence d’un boson de Higgs. Consultez les liens ci-dessous pour obtenir les dernières informations sur la recherche du Boson de Higgs.
tout d’abord, les scientifiques veulent déterminer si le boson de Higgs existe. Les recherches se poursuivent depuis plus de dix ans, tant au Grand collisionneur électron Positron (Lep) du CERN à Genève qu’au Fermilab dans L’Illinois. Pour rechercher la particule, les chercheurs doivent écraser d’autres particules ensemble à des vitesses très élevées., Si l’énergie de cette collision est suffisamment élevée, elle est convertie en plus petits morceaux de matière-des particules-dont l’une pourrait être un boson de Higgs. Le Higgs ne durera qu’une petite fraction de seconde, puis se désintégrera en d’autres particules. Donc, afin de dire si le Higgs est apparu dans la collision, les chercheurs cherchent des preuves de ce en quoi il se serait décomposé.
En août 2000, des physiciens travaillant au LEP du CERN ont vu des traces de particules qui pourraient correspondre au bon schéma, mais les preuves ne sont toujours pas concluantes., Le LEP a été fermé début novembre 2000, mais les recherches se poursuivent au Fermilab dans l’Illinois, et reprendront au CERN lorsque le LHC (Large Hadron Collider) commencera ses expériences en 2005.
Pour des informations à jour sur la recherche du boson de Higgs:
LHC
Fermilab
ALEPH (LEP expérience)
OPALE (LEP expérience)
L3 (LEP expérience)
DELPHI (LEP expérience)