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Tout doit être consistant

Hier, lors de la Conférence Internationale de la Physique des Hautes Énergies à Melbourne, les expériences ATLAS, CMS et celles du Tevatron (D0 et CDF) ont fait le point sur le boson de Higgs. C’était super de constater comment tous les résultats sont consistants entre eux: ceux des quatre expériences, des deux accélérateurs opérant à des énergies différentes et des six canaux de désintégration indépendants. Tous donnent le même message: on a bel et bien trouver un nouveau boson.

Prochaine étape: établir s’il s’agit du boson de Higgs prédit par le modèle standard de la physiqe des particules ou d’un des cinq bosons de Higgs venant de la supersymmétrie, une autre théorie qui tente de remédier aux dernières lacunes du modèle standard.

Bien que la théorie soit incapable de prédire exactement la masse du boson de Higgs, elle impose des contraintes strictes sur sa valeur. Ses équations interconnectent plusieurs paramètres. On améliorant la précision des mesures de masses et autres paramètres du modèle et en combinant toute l’information, on peut voir si tout se tient.

Cette vérification a constitué un des points forts des grandes conférences durant les vingt dernières années. A chaque nouvelle mise à jour, on pouvait se rendre compte des progrès accomplis lorsque les mesures les plus récentes étaient incorporées dans un programme complexe conçu pour vérifier la théorie dite « électrofaible » d’un seul coup. Un peu comme si on vérifiait la stabilité d’un immense mobile après avoir modifié chacun de ses éléments.

Hier, pour la première fois, la masse du boson mesurée la semaine dernière était incorporée aux équations pour voir son impact global.

La verticale représente la masse mesurée expérimentalement pour le boson W et à l’horizontale, la valeur de la masse du quark top, le plus lourd de tous les quarks. L’ellipse en bleu est centrée sur la mesure de ces deux quantités. Sa hauteur et largeur correspondent à la marge d’erreur sur ces deux mesures. L’ étroite bande en bleue représente la masse obtenue la semaine dernière pour ce qui pourrait être le boson de Higgs. Le fait que l’ellipse et cette étroite bande se chevauche en partie indique que tout est cohérent avec le modèle standard, du moins à l’intérieur de la marge d’erreur actuelle.

Mais si les expériences du Grand Collisionneur de Hadrons ou LHC réussissent à réduire la marge d’erreur sur la masse du boson W de 15 MeV (valeur actuelle) à 5 MeV (ellipse en noir), et si la valeur centrale des masses du top et du W ne change pas, il y aura une certaine tension i.e. la bande bleue représentant la masse du Higgs ne coïncidera plus avec l’ellipse en noir.

Par contre, la bande verte indique les valeurs encore possible pour les masses du W et du top si le boson de Higgs correspond non pas à celui prédit par le modèle standard, mais plutôt à un des cinq bosons de Higgs postulés par un des modèles de supersymmétrie connu sous le nom de MSSM ou Minimum Supersymmetric Model.

La figure ci-dessus réconfortera quelques personnes: il y a encore beaucoup de place pour la supersymmétrie même si toutes les tentatives actuelles n’ont toujours pas révélées sa présence. Comme un conférencier l’a exprimé hier: « La quantité de présentations à cette conférence sur la supersymmétrie est inversement proportionnelle à son évidence ». Entre temps, le modèle standard demeure toujours valide.

Tous les paris sont ouverts sur ce que l’on va maintenant découvrir. Est-ce le boson de Higgs du modèle standard, de la supersymétrie ou d’une autre théorie? Il faudra encore un peu de patience avant d’en avoir le cœur net mais la réponse viendra éventuellement.

Pauline Gagnon

Pour être averti-e lors de la parution de nouveaux blogs, suivez-moi sur Twitter: @GagnonPauline ou par e-mail en ajoutant votre nom à cette liste de distribution

 

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One Response to “Tout doit être consistant”

  1. F.Le Guen says:

    Quelle est la durée approximative nécessaire à la détermination expérimentale précise des caractéristiques du nouveau boson (masse et rapports de branchement)?
    Fabien (néophyte)

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