Quantum Diaries

Les dirigeant-e-s politiques doivent faire des choix difficiles quant il s’agit de dépenser l’argent public. Investir dans la science est pourtant un excellent placement non seulement à long terme, mais aussi pour des retombées immédiates.

Bien sûr, si vous demandez ce que le boson de Higgs mettra dans l’assiette de l’humanité, la réponse est simple: personne ne le sait. Quand le ministre des Finances a questionné Michael Faraday sur la valeur pratique de l’électricité en 1850, il n’en avait aucune idée mais a répondu  «Un jour, monsieur, vous trouverez un moyen de la taxer.”

La découverte du boson de Higgs signifie que nous avons désormais une théorie complète qui explique ce qu’est la matière visible. L’humanité peut donc aller se coucher ce soir en en sachant un peu plus sur l’univers dans lequel nous vivons.

Par contre, les retombées indirectes sont nombreuses et découlent de l’ensemble des activités de recherche en physique des particules. Plusieurs viennent d’être résumées dans une nouvelle brochure intitulée «Accélérer la science et l’innovation – Les avantages sociétaux de la recherche européenne en physique des particules” (en anglais).

Cette brochure a été présentée par le CERN aux ministres des sciences et de la technologie d’Europe la dernière semaine de mai à Bruxelles à l’occasion d’une réunion spéciale du Conseil du CERN organisée par la Commission européenne.

Le World Wide Web, inventé au CERN il y a plus de 20 ans, est estimé avoir stimulé € 1,5 billion en trafic commercial annuel. C’est 1500 fois plus que le milliard de francs suisses consacrés à la recherche au CERN chaque année.

Environ 10.000 accélérateurs servent en médecine à travers le monde, tous utilisant la technologie développée en physique des particules.

Grâce à la physique, la radiothérapie et les rayons X sont utilisés tous les jours pour le traitement du cancer et l’imagerie médicale. La thérapie hadronique, où des protons ou des ions de carbone sont utilisés au lieu des photons comme en radiothérapie conventionnelle, est la dernière technique prometteuse développée récemment et devrait améliorer considérablement le traitement de certains types de cancer. De tels accélérateurs développés en collaboration avec le CERN sont déjà utilisés par MedAustron  en Autriche et CNAO en Italie.

L’accélérateur développé pour la thérapie hadronique par CNAO en collaboration avec le CERN pour détruire plus efficacement les tuneurs cancérigènes (photo gracieuseté de CNAO)

Même les recherches sur l’antimatière sont mises à contribution. L’expérience ACE effectuée à « l’usine » d’antimatière du CERN a montré que les antiprotons pourraient être efficaces pour détruire les tumeurs.

La physique des particules au CERN a aidé à produire des panneaux solaires plus efficaces et contribue maintenant au développement d’accélérateurs de poche qui permettront aux hôpitaux de produire localement leurs propres doses d’isotopes radioactifs suivant la demande.

Des ingénieurs du CERN testent des câbles supraconducteurs à haute température faits de diborure de magnésium. Ce type de recherche pourrait signifier éventuellement le transport de l’électricité sur de grandes distances sans perte d’énergie.

Panneaux solaires nouvelles génération de l’aéroport de Genève utilisant la technologie du vide développée pour les accélérateurs du CERN

Les technologies des accélérateurs sont également utilisées dans divers projets de nettoyage industriels. Dans des essais effectués au Texas, des faisceaux d’électrons ont converti les boues d’épuration hautement infectieuses en engrais agricole sécuritaire. Des efforts sont également en cours sur l’installation n-TOF du CERN pour transmuter les déchets nucléaires hautement radioactifs en matériaux inoffensifs.

Ce ne sont là que quelques-unes des nombreuses applications découlant de la recherche menée dans les laboratoires de physique des particules. Et c’est encore sans compter la formation d’une main d’oeuvre hautement qualifiée prête à relever d’autres défis technologiques ainsi que l’enthousiasme suscité parmi les jeunes, les professeur-e-s et le grand public.

C’était donc une excellente nouvelle fin mai quand le Conseil du CERN a adopté la Stratégie européenne pour la physique des particules lors de sa réunion spéciale organisée par la Commission européenne. Les bénéfices sociétaux sont multiplés quand les nations unissent leurs efforts et leurs ressources pour l’approfondissement de la connaissance fondamentale.

Pauline Gagnon

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La diversité nationale a toujours été un point fort du CERN. Avec des gens venant de 99 nationalités différentes, le CERN est un lieu de travail unique. Cependant, le CERN s’est récemment rendu compte que beaucoup plus pourrait être fait pour accueillir non seulement des gens de partout dans le monde, mais aussi des gens de sexe, de capacités, d’orientation sexuelle, d’âges et de race différentes.

C’est pourquoi le Bureau de la diversité, créé récemment, a déjà commencé à secouer certains anciens préjugés en organisant une série spéciale de séminaires.

Cette semaine, le CERN a accueilli le Dr Tom Shakespeare, un orateur hors pair qui fait a dû surmonter plusieurs barrières. Assumer son nom de famille a-t-il dit en riant a été plus difficile que de souffrir d’une maladie affectant le développement et d’être paraplégique. Mais tout comme son fort probable mais non établi célèbre ancêtre, Tom a un talent exceptionnel et a captivé son audience en élaborant sur la façon dont les lieux de travail gagneraient à être plus accueillants pour les personnes souffrant de handicaps, qu’ils soient physiques ou mentaux. Son message clé est que les gens sont plus handicapés par la société que par leur corps ou leur esprit.

«Le handicap est une question de droits humains et d’égalité”, a-t-il dit, “pas de maladie”. Il a nommé plusieurs physiciens célèbres qui ont grandement contribué à la physique en dépit de diverses formes de handicap. Isaac Newton par exemple était une personne terriblement anxieuse et incertaine, souffrant probablement soit d’autisme, soit du syndrome d’Asperger ou de Tourette. Les difficultés d’Albert Einstein à l’école ont pu venir de dyslexie alors que Paul Dirac avait une certaine forme de différence neurologique lui conférant une personnalité excentrique et singulière. En particulier, Tom Shakespeare a montré une vidéo saisissante où Stephen Hawking, l’un des plus célèbres astrophysiciens, parle de sa vie, en expliquant comment il a pu réussir à développer pleinement son potentiel en dépit de sa maladie et où il donne son appui total au Rapport mondial sur le handicap.

Ce rapport de l’Organisation mondiale de la Santé montre qu’un milliard de personnes dans le monde souffrent d’une certaine forme de handicap. Cela signifie qu’à peu près 15% de la population doit surmonter des difficultés particulières affectant la façon dont ils se déplacent, parlent, entendent, voient, se comportent ou pensent. “Vous n’avez peut-être pas d’handicap aujourd’hui, mais la plupart d’entre vous risquent d’en développer un durant votre vieillesse”, a-t-il lancé à l’auditoire.

Il a insisté sur l’importance d’avoir des lieux de travail qui s’adaptent aux personnes handicapées, et non l’inverse. Il faut permettre à chacun et chacune de contribuer à son plein potentiel. La neuro-diversité peut en fait être considérée comme une opportunité plutôt qu’un défi. Les personnes atteintes de troubles du déficit de l’attention, du syndrome d’Asperger ou d’autisme par exemple peuvent toutes contribuer de leur propre façon.
Il a donné quelques conseils simples mais précieux sur comment traiter les personnes handicapées avec respect et dignité: ne pas fixer la personne du regard, ne rien supposer mais plutôt demander, traiter la personne comme un être humain et non comme une maladie (parler d’une personne qui est aveugle plutôt que «d’un aveugle» ou «d’un tétraplégique»); adresser à la personne directement et non pas leur parent ou assistant-e, et leur donner une chance de s’exprimer. Enfin, ne posez des questions que sur les choses que vous devez savoir et pas par simple curiosité.

Pauline Gagnon

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La première conférence TEDxCERN, qui aura pour thème « Des dimensions multiples », se déroulera le 3 mai 2013, au Globe de la science et de l’innovation. Il sera possible de suivre une retransmission en direct sur le web depuis l’amphithéâtre principal du CERN et depuis le site de TEDxCERN (avec interprétation simultanée en français). Des instituts partenaires un peu partout dans le monde offriront des retransmissions en direct et des billets sont disponibles pour les personnes de la région de Genève désireuses de participer à partir du CERN.

La manifestation, qui dépassera le cadre de la physique des particules, est organisée avec le soutien de Rolex et servira de tribune à la science dans de nombreuses disciplines, en faisant découvrir des idées nouvelles et audacieuses dans des domaines précurseurs de la recherche et de l’innovation qui pourraient fondamentalement changer le cours des choses.

« TEDxCERN nous ouvrira les portes d’univers multiples où se côtoient diverses disciplines scientifiques faisant apparaitre l’omniprésence de la science dans nos existences », a déclaré Sergio Bertolucci, directeur de la recherche et de l’informatique scientifique au CERN. TEDxCERN, qui a pour objectif d’inciter les jeunes à faire partie de la nouvelle génération de scientifiques, pourra également être suivi sur le web dans tous les instituts qui collaborent avec le CERN à travers le monde. Des invités vedettes, notamment le prix Nobel George Smoot, seront présents.

Quatre courts films d’animation réalisés spécialement pour cette occasion seront  aussi au programme, dont un portant sur l’origine de l’Univers.

TED est un organisme à but non lucratif qui a pour mission de promouvoir « des idées qui méritent d’être diffusées ». Il y a de cela 26 ans, la première conférence TED avait lieu l’espace de quatre jours en Californie. Aujourd’hui, TED soutient les idées novatrices de diverses manières. Lors d’une conférence TED, il est demandé à des personnalités de premier plan, par leurs réflexions ou leurs réalisations, de donner, en 18 minutes au plus, la conférence de leur vie. Ces interventions sont ensuite diffusées gratuitement sur le site TED.com. Par exemple, la physicienne Pat Burchat (ma directrice de thèse) y a donné une superbe présentation sur la nature de la matière sombre.

TEDx est une série de conférences organisées localement de manière autonome, qui permettent à des individus de vivre ensemble une expérience de type TED. Les conférences TEDx associent des interventions vidéos (TEDTalks) et en direct suivies de discussions passionnantes au sein d’un petit groupe. Ces événements portent la marque TEDx, x signifiant « événement TED organisé de façon autonome ». Le programme d’une conférence TEDx doit respecter un cadre général, mais chaque conférence TEDx est organisée de façon autonome, moyennant le respect de certaines règles.

Pionniers ou jeunes scientifiques seront à l’honneur de TEDxCERN : Parmi les ceux et celles qui prendront la parole, Londa Schiebinger, historienne, nous parlera innovations et genre ; Chris Lintott nous expliquera comment découvrir une planète depuis son canapé ; Hiranya Peiris, lauréate du prix 2012 Fowler de la Royal Astronomical Society, s’exprimera sur l’Univers primordial ; Marc Abrahams, maître de cérémonie des Ig Nobel Awards et rédacteur de Annals of Improbable Research, nous dira pourquoi toute recherche – la bonne, et parfois la mauvaise – est improbable ; Eliezer Rabinovici et Zehra Sayers évoqueront SESAME, un projet de recherche au Moyen-Orient réunissant des scientifiques égyptiens, israéliens, jordaniens, palestiniens, turcs, pakistanais et iraniens ; Brittany Wenger, scientifique en herbe de 18 ans et lauréate du prix Google Science Fair 2012, parlera recherche et inspiration ; Becky Parker, lauréate de la première médaille Patrick Moore de la Royal Astronomical Society, nous expliquera pourquoi on n’est jamais trop jeune pour être chercheur ; Gian Giudice, physicien théoricien, nous expliquera ce que les analyses réalisées actuellement sur le Higgs pourraient signifier pour l’avenir de l’Univers : et Alison Lester, physicienne, parlera de la traque de particules avec le détecteur ATLAS.

Le programme complet ainsi que les biographies des orateurs peuvent être consultés sur le site de TEDxCERN.

L’équipe organisatrice espère que ces interventions inspireront, encourageront et célèbreront la pensée scientifique, et, surtout, feront passer le message que la science nous concerne tous.

Pauline Gagnon

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(Basé sur le communiqué de presse du CERN)

Le 27 mars, trois jeunes femmes du CERN ont participé par vidéoconférence au « Forum des Jeunes » du Conseil Economique et Social (ECOSOC) des Nations Unies. Elles y ont présenté une série de recommandations pour améliorer la situation des femmes en sciences. Durant ce forum, des jeunes gens avaient été invité-e-s à contribuer leurs idées pour améliorer le monde, rien de moins!

ECOSOC sollicite les contributions des jeunes jusqu’au 1^er juillet, date prévue d’une rencontre des gouvernements mondiaux à Genève pour discuter de sciences, de la technologie, de l’innovation et de la culture. Une déclaration commune sera alors adoptée pour prendre action dans ces domaines.

Au début de la rencontre, le Secrétaire-Général M. Ban Ki-moon a demandé aux participant-e-s si les Nations Unies en faisaient suffisamment pour les jeunes. Un « non » retentissant lui répondit. Par contre, la réponse fut à l’opposé lorsqu’il s’enquit si l’ONU pouvait en faire davantage.

Cette rencontre avec ECOSOC a permis au CERN pour une première fois de collaborer directement avec une organisation de l’ONU depuis l’obtention du statut d’observateur à l’assemblée générale de l’ONU en décembre dernier.

Ces trois étudiantes parlaient durant la session « Femmes en Sciences » au nom d’un groupe de jeunes femmes scientifiques travaillant au CERN qui s’étaient réunies pour élaborer une série de recommandations visant à améliorer la situation des femmes en sciences.

Kate Pachal, une jeune Canadienne étudiant à l’université d’Oxford a résumé en trois points ce qui pourrait être fait pour attirer davantage de jeunes femmes en sciences :

• Combattre les stéréotypes à tous les niveaux : Accroitre la représentation des femmes dans les manuels scolaires et inclure plus de femmes dans l’énoncé des problèmes. Utiliser un langage non-sexiste en référence aux scientifiques. Augmenter la visibilité des femmes scientifiques dans la culture en général en donnant plus de place aux femmes dans les médias.

• Aider les jeunes à se bâtir une forte identité de scientifique:s Les étudiant-e-s qui ne se sentent pas compétent-e-s en sciences ne choisiront forcément pas une carrière scientifique. Les encouragements des professeur-e-s, de la famille et des ami-e-s sont donc essentiels pour que les jeunes filles croient en leur propre compétence. En classe, discuter de l’actualité scientifique, encourager les jeunes à poser des questions ou offrir la possibilité de superviser d’autres élèves sont autant d’activités qui peuvent renforcir ce sentiment de compétence. Les discussions sur la sous-représentation des femmes en sciences aident aussi les jeunes filles à comprendre que le problème ne vient pas d’elles mais bien de l’extérieur, qu’il est d’origine sociale.

• Fournir des modèles féminins et des mentors aux jeunes femmes. Le faire à tous les niveaux. Organiser des foires aux carrières pour renforcir l’estime de soi des jeunes filles et créer des occasions de discussion avec d’autres jeunes filles confrontées aux mêmes questions.

Sarah seif el Nasr, une doctorante du CERN d’origine égypto-canadienne a suggéré quelques pistes pour renforcer l’embauche de femmes en physique et en sciences en général:

• Instituer un processus d’embauche anonyme. Le genre de l’appliquant-e devrait être masqué durant le processus de sélection jusqu’à l’entretien final afin d’éviter toute rejection biaisée. Une étude a en effet démontré qu’hommes et femmes font tous les deux preuve de discrimination à l’embauche basée sur le genre. Par contre, le nombre de femmes musiciennes de cinq grands orchestres a triplé lorsque les postulant-e-s passaient l’audition derrière un rideau.

• Mettre en place des congés parentaux équitables. Les hommes comme les femmes devraient bénéficier de congés parentaux identiques et les hommes devraient être fortement encourager à les prendre. Les jeunes femmes en âge de procréer seraient ainsi moins exposées au risque de discrimination à l’embauche si les jeunes pères étaient tout aussi susceptibles de s’absenter pour congé parental.  Des positions partagées permettraient aussi aux jeunes parents des deux genres de partager les responsabilités familiales.

• Aider les conjoint-e-s à obtenir une position. Les institutions devraient prendre en compte les conjoint-e-s dans le processus d’embauche. La moitié des physiciennes ont des conjoint-e-s de niveau d’éducation semblable contrairement à seulement 20% des physiciens. Les institutions devraient tenir compte des conjoint-e-s avant d’engager le processus de sélection, ce qui permettrait aux femmes de trouver un emploi sans menacer leur vie de couple.

Finalement, Barbara Millan Mejias, une étudiante vénézuélienne de l’université de Zurich a suggéré quelques façons pour retenir davantage de femmes en sciences :

• Assigner des « mentors »  aux jeunes femmes débutant leur carrière. Les mentors devraient être différent-e-s des superviseur-e-s  et être soutenu-e-s par l’institution. Ces mentors s’assureraient que les jeunes femmes progressent adéquatement, qu’elles reçoivent le soutien financier et matériel dont elles ont besoin, qu’elles participent à des conférences et ont l’occasion de présenter leurs résultats. Les mentors devraient pouvoir aviser les jeunes scientifiques tant au niveau professionnel qu’académique.

• Organiser des discussions sur les questions de genre durant les grandes conférences scientifiques. Les hommes manquent souvent d’information sur les difficultés particulières auxquelles les femmes sont confrontées en science et ont peu l’occasion d’en discuter même lorsqu’ils sont ouverts à ces questions. Les hommes sont parfois inconsciemment discriminatoires envers les femmes, ce qui pourrait être éviter avec un minimum d’éducation.

• Organiser des conférences spécifiquement pour les femmes où les jeunes femmes pourraient prendre conscience des contributions importantes faites par les femmes et s’en trouver renforcées. Ceci donnerait aussi l’occasion aux femmes de rencontrer leurs semblables, de trouver du soutien au besoin et de discuter ensemble des difficultés auxquelles elles sont confrontées.

• Mise en place de congés parentaux équitables. Ce point est essentiel non seulement à l’embauche mais aussi pour retenir plus de jeunes femmes en sciences.

Toutes ces propositions pourraient être mise en place non seulement au CERN et autres grands centres de recherches, mais aussi dans les universités. Espérons que la voix de ces jeunes femmes sera entendue.

Pauline Gagnon

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Dans un geste sans précédent dans l’histoire de la physique des particules, le directeur de la recherche, Sergio Bertolucci, a annoncé ce matin que le CERN posera un geste inusité : faire don de particules fondamentales.

« Étant donné l’immense intérêt généré au cours des dernières années par la recherche du boson de Higgs, nous nous sentions obligés d’en donner quelques uns en retour en signe d’appréciation » a déclaré le Dr Bertolucci. « Au CERN on croit aux bénéfices de partager nos résultats scientifiques avec le grand public. Il est temps de dire merci pour l’incroyable enthousiasme avec lequel l’annonce de sa découverte fut accueillie ». La nouvelle particule avait été présentée lors d’un séminaire spécial le 4 juillet dernier.

Les expériences ATLAS et CMS ont généreusement accepté de faire don de quelques uns de leurs précieux bosons de Higgs. Des particules comme le boson de Higgs sont créées à partir de l’énergie dégagée lors de collisions de protons contre protons lancés à près de la vitesse de la lumière dans le Grand collisionneur de hadrons (LHC). Cependant, les bosons de Higgs sont extrêmement rares : us seul est produit à toutes les millions de millions de collisions.

« Nous espérons que les heureuses personnes qui recevront un boson de Higgs en prendront bien soin » a ajouté le Dr Bertolucci.

Chaque boson sera expédié avec des instructions complètes sur comment en prendre soin. Pour prendre part à ce concours unique, envoyez un e-mail à Higgs.lottery@cern.ch. Un boson de Higgs sera envoyé à dix personnes tirées au sort parmi toutes celles ayant répondu dans les 24 heures suivant la parution de cet article.

Pauline Gagnon

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Contrairement  à la plupart des compagnies et organisations, le CERN et ses expériences fonctionnent sur une base complètement différente. Toutes les expériences opèrent sur un mode collaboratif où chacune et chacun a le loisir de définir son rôle. Il n’y a pas de structure rigide pour imposer les directives de haut en bas. Chaque groupe et chaque individu doit trouver comment contribuer, en balançant les besoins de l’expérience et ses propres intérêts et son expertise. Un tel modèle coopératif  laisse beaucoup de place aux initiatives, à la créativité et à l’innovation.

Innover, c’est bien notre domaine, bien qu’on ne sache jamais à l’avance ce qui pourra éventuellement se montrer utile. Les retombées ne sont souvent qu’un à côté de la recherche scientifique. Prenons par exemple la toile (le Web) : celle-ci a été développée au CERN suite au besoin qu’avait les chercheur-e-s d’échanger de l’information tout en travaillant sur des continents différents. Le processus scientifique nous pousse constamment à repousser les limites du possible.

S’il est impossible de prédire ce qui pourra trouver une application, en revanche il est facile de parier sur la recherche scientifique. La science est source d’innovation. Et le monde des affaires prend note.

Bien que la plupart des physicien-ne-s travaillant sur ces larges collaborations l’ignorent, nos modèles collaboratifs attirent maintenant beaucoup d’attention de la part de chercheur-e-s en gestion. Si bien que le Strategic Management Society, une organisation à but non lucratif pour universitaires et chercheur-e-s en gestion, a tenu un meeting au CERN pour leur permettre d’observer tout ça de plus près. Ils et elles voulaient voir comment nous opérons sous cette étrange, et en apparence utopique, forme de gestion.

Etant donné la complexité des tâches que nous avons à accomplir, la collaboration est probablement la seule forme de gestion possible. Pas un seul individu ou groupe d’individus n’aurait pu concevoir, encore moins bâtir les détecteurs opérant au Grand collisionneur de hadrons (LHC). Cela a requis la créativité non muselée de milliers de personnes pour y parvenir.

Habituellement dans les études statistiques, les compagnies recueillent des données et cherchent les tendances principales, négligeant souvent les points se situant à l’écart, loin de la moyenne. Cette attitude peut conduire à ignorer les comportements inhabituels. On manque du coup des possibilités intéressantes venant de ceux et celles qui s’éloignent de la meute. Et c’est ce qui a capté l’attention des membres de la Strategic Management Society qui sont justement à la recherche d’idées nouvelles hors des sentiers battus.

La rencontre a attiré quelques 300 chercheur-e-s au CERN le 21 mars pour un événement tenu à guichets fermés.  Tous ont pu visiter le détecteur ATLAS cent mètres sous terre.

J’ai demandé à quelques participant-e-s ce qui les avait attiré au CERN. « L’innovation » me lance sans hésiter le premier, m’expliquant que le monde des affaires excelle à répéter et reproduire des schémas connus mais peine souvent à innover. Plusieurs le secondent pendant qu’un autre mentionne l’attrait du transfert des connaissances. Tous et toutes avouaient avoir aussi été attiré-e par la possibilité de visiter le CERN après tout le battage médiatique des derniers temps.

En tant qu’une des nombreux guides pour la journée, ce fut un plaisir d’accueillir des visiteurs aussi intéressés avant que le groupe ne reparte pour deux autres journées de conférence dans un contexte un peu plus habituel à l‘International Institute for Management Development, (IMD) de Lausanne.

Pauline Gagnon

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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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Après avoir entendu une multitude de résultats cette semaine aux Rencontres de Moriond, nous avons eu droit ce matin à une vision d’ensemble de la situation. Roman Kogler, représentant le groupe Gfitter, un regroupement de théoriciens et d’expérimentalistes, a montré comment le Modèle Standard donne une image cohérente de la physique des particules telle qu’on la comprend aujourd’hui.

Les équations du Modèle Standard contiennent plusieurs paramètres qui sont fortement corrélés. L’équipe de Gfitter a donc compilé les évaluations théoriques les plus précises qui existent et injecté dans ces équations les divers paramètres mesurés expérimentalement. Il s’agit de quantités comme la masse de diverses particules (quark top, bosons W et Z) ainsi que plusieurs « couplages » (des paramètres reliés à la fréquence de désintégration de certaines particules en d’autres plus légères).

Cette méthode porte le nom d’ « ajustement électrofaible » puisqu’elle consiste à faire un ajustement global de tous les paramètres de la théorie électrofaible. Cette technique avait permis de prédire la masse du quark top avant même sa découverte à Fermilab en 1995 comme le montre le graphe ci-dessous.

Les prédictions de la valeur de la masse du quark top venant d’un ajustement à l’ensemble des paramètres de la théorie électrofaible. La bande en bleu représente les prédictions de l’ajustement tandis que les points en noir donnent les valeurs mesurées par les expériences du Tevatron de Fermilab.

Au fur et à mesure que la précision des paramètres injectés s’améliorait au fil des années, la valeur prédite devenait elle aussi de plus en plus précise pour éventuellement pratiquement coïncider avec la mesure expérimentale.

Durant les dernières années, la quantité la plus souvent prédite par cet ajustement électrofaible était la masse du boson de Higgs, orientant ainsi les recherches. Mais aujourd’hui, on dispose de cette valeur, si on suppose bien sûr que le nouveau boson est bel et bien un boson de Higgs.

On peut donc faire deux choses : continuer à prédire la masse du boson de Higgs en n’utilisant que les autres paramètres, ou encore utiliser la masse du nouveau boson comme paramètre dans l’ajustement. On peut voir alors si tous ces paramètres sont consistants entre eux et donc, si le modèle théorique tient la route.

Le graphe ci-dessous donne les résultats obtenus dans les deux cas. Le point où les courbes touchent l’axe horizontal détermine la valeur la plus probable prédite par l’ajustement pour la masse du boson de Higgs. L’évasement de la courbe donne l’incertitude sur la prédiction.

La courbe en gris est obtenue en n’utilisant que les contraintes imposées par tous les autres paramètres sans injecter la masse du boson de Higgs dans l’ajustement. La réponse est alors 94 GeV avec une marge d’erreur de plus 25 et moins 22 GeV. Cette valeur est en accord avec la valeur de la masse du nouveau boson (environ 125.7 ± 0.6 GeV) à 1.3 sigma, i.e. la distance entre la valeur mesurée et la valeur estimée est 1.3 fois l’incertitude donnée par l’ajustement. On arrive donc à prédire la masse du boson de Higgs.

L’écart entre les deux valeurs vient surtout de deux paramètres : la masse du boson W et un paramètre appelé « l ‘asymétrie gauche-droite » mesurée lorsqu’un boson Z se désintègre en quark b.

La deuxième courbe en bleu montre la valeur prédite pour la masse du boson de Higgs si on injecte cette valeur dans l’ajustement. Il s’agit ici de tester si cette masse causera des tiraillements internes avec tous les autres paramètres du modèle. Puisque la masse prédite tombe pile sur la valeur mesurée, on en déduit que tout se tient.  Cette prédiction s’accompagne d’une toute petite marge d’erreur déterminée par l’étroitesse de la courbe.

Donc tout baigne dans l’huile pour le Modèle Standard. En fait, il y aurait seulement 7% de chances d’obtenir une valeur moins favorable.

En réduisant davantage l’incertitude sur les paramètres utilisés dans l’ajustement, on réduira encore plus la marge de manœuvre et il sera éventuellement possible de voir si le Modèle Standard commence à montrer des signes de tensions internes. Peut-être qu’un jour un tel ajustement réussira à révéler les faiblesses du modèle.

Pauline Gagnon

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