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CERN (Francais) | Geneva | Switzerland

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On dirait bien qu’on a “un” boson de Higgs

Et voilà, fini les euphémismes sur le nouveau boson découvert l’an dernier. Les collaborations CMS et ATLAS, les deux grandes expériences opérant au Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN, ont maintenant accumulé suffisamment  d’évidence pour qu’on parle désormais d’un boson de Higgs. Remarquez qu’on dira bien « un » boson et non pas « le » boson de Higgs puisqu’il faudra encore plus de données pour déterminer de quel type de boson de Higgs il s’agit. Mais toutes les vérifications faites jusqu’à maintenant indiquent fortement qu’on a bien affaire à un type de boson de Higgs.

Le Modèle Standard ne prévoit qu’un seul boson de Higgs et jusqu’à maintenant, notre boson est tout à fait compatible avec ce boson. Mais il pourrait aussi s’agir d’un des cinq types de bosons de Higgs postulés par la supersymétrie. Cette théorie encore hypothétique engloberait le modèle standard tout en allant plus loin afin de pouvoir expliquer non seulement toute la matière qu’on connaît, mais aussi fournir des réponses sur la mystérieuse matière noire.

ATLAS et CMS ont vérifié non seulement la masse mais aussi les couplages du nouveau boson. Pour tous les cas auxquels les expériences sont sensibles, les mesures sont compatibles avec le modèle standard. Mais la vérité pourrait se cacher dans les détails. Prenons par exemple la force du signal, une quantité qui mesure combien d’évènements venant du boson de Higgs on trouve dans les différents canaux de désintégration comparés aux prédictions du modèle standard. Un boson de Higgs du modèle standard aurait une force de signal égale à un dans tous les canaux. Mais s’il existe des particules encore non découvertes, elles offriraient d’autres alternatives de désintégration au boson, augmentant la force de signal. Ou encore s’il existe plusieurs types de bosons de Higgs, on verrait alors une force du signal réduite dans certains canaux de désintégration.

Parmi les nouveaux résultats présentés à la conférence de Moriond QCD la semaine dernière, CMS a montré une mise à jour de ses résultats sur les désintégrations du Higgs en deux photons basés sur l’ensemble des données recueillies, tandis qu’ATLAS a fait de même pour les désintégrations en une paire de bosons W. CMS a en fait montré le résultat principal ainsi qu’une contre-vérification venant d’une méthode d’analyse différente. Ils obtiennent 0.78±0.27 pour l’analyse principale et 1.11±0.31 pour la vérification. ATLAS mesure une de force de signal de 1.0±0.3 pour le canal WW et 1.30±0.21 pour tous les canaux combinés. Tous ces résultats sont compatibles avec une valeur de un tel que prédit par le modèle standard à l’intérieur des marges d’erreurs expérimentales.

Les derniers résultats présentés à la conférence de Moriond constituent un pas important dans l’étude du boson de Higgs mais servent aussi de rappel : il reste encore bien du travail à accomplir. Il semble bien qu’on ait un boson de Higgs, reste à savoir maintenant à quel type on a affaire.

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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8 Responses to “On dirait bien qu’on a “un” boson de Higgs”

  1. Daniel de Rauglaudre says:

    La masse des particules augmentant avec leur vitesse (relativité restreinte), cela veut-il dire que leur interaction avec le champ de Higgs augmente avec leur vitesse ?

    • CERN (Francais) says:

      Bonjour Daniel,

      désolée pour le délai mais votre question demandait réflexion.Excellente question, je n’y avait jamais réfléchi. Mais ma collègue théoricienne m’a confirmé ce que je soupçonnais être la bonne réponse. Comme vous semblez être familier avec la relativité restreinte, vous savez peut-être qu’il y a deux types de masses. Les équations relativistes relient la masse inertielle (la masse d’une particule au repos) et sa résistance au mouvement, m, c’est-à-dire la masse qu’elle acquiert due à son mouvement. On dit alors que la vitesse de la lumière est la limite absolue car à cette vitesse, la masse m devient infinie, i.e. il devient impossible de l’accélérer davantage. Donc l’intéraction avec le boson de Higgs donne la masse inertielle (m_0) aux autres particules tandis que sa vitesse accroit sa résistance au mouvement. Mais le champ de Higgs n’affecte que la masse inertielle, m_0.

      Bonne journée, Pauline

  2. Daniel de Rauglaudre says:

    Merci pour votre réponse très intéressante !

  3. Delphine says:

    Bonjour,
    Je me pose une petite question et vous pouvez certainement m’aider.

    Les particules élémentaires acquièrent leur masse en interagissant avec le champs de Higgs.
    Elles n’ont donc pas de masse au départ.

    Comment se fait-il que certaine particules acquièrent plus de masse que d’autres, et que certaines (photons) n’en acquièrent pas du tout ?

    D’avance merci et bonne journée.

    • CERN (Francais) says:

      Rebonjour Delphine,

      la masse que les particules acquièrent en interagissant avec le boson de Higgs dépend de “l’intensité de l’interaction” de cette particule avec le champ de Brout-Englert_Higgs. Cette intensité s’appelle en fait “couplage”. Plus il est grand, plus la particule gagne de la masse. Et si une particule n,interagit pas avec ce champ, elle reste sans masse comme les photons. On est justement en train de mesurer ces couplages pour vérifier qu’effectivement on peut faire un graphe montrant les couplages en fonction de la masse de différentes particules. Si la théorie est exacte, toutes les valeurs tomberont sur une même courbe. Les expériences CMS et ATLAS devraient produire de tels graphes très bientôt et je les publierai aussitôt.

      Pour plus de détails sur tout ça, jetez un oeil sur un ancien blog: http://www.quantumdiaries.org/2012/03/02/le-higgs-en-details-pour-presque-tout-le-monde/

      Voilà, j’espère que ça répond à vos questions, Pauline

  4. Delphine says:

    Merci beaucoup pour votre explication.
    Votre article en lien clarifie grandement ma compréhension.

  5. Long QI Tian says:

    Le boson peut–il redonner de l’appétit à mon chat?

    • CERN (Francais) says:

      Bonjour Alain,

      qui sait? Comme on n’a toujours pas trouvé d’application pratique et immédiate pour le boson de Higgs (à part avoir permis la création de l’univers), si jamais vous remarquez un changement dans l’appétit de votre chat, faites moi signe. Mais je recommenderais plutot un changement de croquettes…

      Bonne chance, Pauline

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