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Le boson de Higgs, une Ă©nigme de la physique en passe d'ĂȘtre rĂ©solue

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. 

Article rédigé par franceinfo
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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 plaĂźt 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 prouvĂ©e, elle permettrait d’expliquer pourquoi certaines particules ont une masse et d’autres non. ConcrĂštement, cette dĂ©couverte validerait les thĂ©ories scientifiques sur lesquelles s’est appuyĂ©e la physique moderne. Selon les derniers rĂ©sultats publiĂ©s par le Centre europĂ©en de recherche nuclĂ©aire (CERN), cette "quĂȘte du Graal" de l'infiniment petit, entamĂ©e depuis les annĂ©es 1960, semble proche d’aboutir.

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

Pour Bruno MansouliĂ©, directeur de recherche au CEA (Commissariat Ă  l'Ă©nergie atomique), c'est "la pierre angulaire du modĂšle standard de la physique des particules". ConcrĂštement, on explique la nature, c'est-Ă -dire nous-mĂȘmes et ce qui nous entoure, grĂące Ă  des particules Ă©lĂ©mentaires. Aujourd'hui, elles sont toutes connues. Toutes, sauf une : le boson de Higgs. Jusqu'Ă  prĂ©sent, toutes les thĂ©ories et les dĂ©couvertes scientifiques ont Ă©tĂ© basĂ©es sur son existence supposĂ©e, sans que l'on puisse la prouver. Mais si le CERN rĂ©ussit Ă  dĂ©terminer la masse du boson de Higgs, cela voudra dire que celui-ci est bel et bien prĂ©sent 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.

Le Boson, "pierre angulaire de la physique des particules" (Nicolas Chateauneuf, Matthias Second / France 2)
 

Quels sont les résultats publiés par le CERN ?

Les scientifiques du CERN ont annoncĂ©, mardi 13 dĂ©cembre, avoir identifiĂ© des signaux qui pourraient trahir l'existence du boson de Higgs. La fameuse particule est traquĂ©e depuis vingt mois dans le "Grand collisionneur de hadrons" (LHC) du CERN. Il s’agit d’un immense accĂ©lĂ©rateur de particules enfoui aux portes de GenĂšve, sous la frontiĂšre franco-suisse. Cette installation de 27 km de circonfĂ©rence, construite Ă  100 mĂštres sous terre, permet de recrĂ©er les conditions ayant existĂ© quelques fractions de secondes aprĂšs le Big Bang, le point de dĂ©part de notre univers.

Les physiciens font s’entrechoquer des protons Ă  la vitesse de la lumiĂšre, espĂ©rant dĂ©tecter, dans les dĂ©bris, la trace du boson de Higgs. Rien que pour 2011, 400 000 milliards de collision ont Ă©tĂ© provoquĂ©es."Cette accumulation de donnĂ©es permet de marquer un progrĂšs sensible dans la quĂȘte du boson de Higgs, mais ne suffit pas Ă  trancher sur l’existence ou la non-existence de cette insaisissable particule", rĂ©sume le CERN dans un communiquĂ©. Alors, tout ça pour ça ? Non, explique le physicien Daniel Fournier Ă  Nicolas Chateauneuf et Matthias Second. Ces mesures permettent de cerner le boson de plus en plus prĂ©cisĂ©ment :


Boson de Higgs : des mesures en accord avec les estimations des physiciens (Nicolas Chateauneuf, Matthias Second / France 2)


Pourquoi tant de prudence ?

La marge d'erreur des expĂ©riences du CERN ne serait que d'environ 1 %. Mais le doute reste suffisant pour que les physiciens refusent d'affirmer qu'ils ont scientifiquement "dĂ©couvert" le boson  de Higgs. Pour publier une dĂ©couverte conforme aux critĂšres scientifiques, il faudrait ĂȘtre "sĂ»r Ă  99,99995 %", explique Daniel Fournier, soit un risque d'erreur de 5 sur 10 millions. "On est excitĂ©s, mais la nature peut nous piĂ©ger, il faut faire attention" rappelle le physicien Philippe Chomaz. Surtout aprĂšs la dĂ©convenue de 2000, oĂč les physiciens avaient cru, Ă  tort, avoir mis la main sur cette insaissable particule.

Seul moyen de lever l'ambiguĂŻtĂ© statistique : quadrupler le nombre de collisions. Ce qui devrait ĂȘtre fait en 2012, avant d'enfin pouvoir rĂ©soudre cette Ă©nigme. Et affirmer officiellement que le boson de Higgs existe.

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