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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

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