A-t-on découvert au Cern "la particule de Dieu" ?

Guy Duplat Publié le - Mis à jour le

Sciences - Santé

Les rumeurs et l’excitation enflent dans le grand monde des physiciens des particules qui cherchent les secrets de la matière. On sait que le gigantesque accélérateur de particules LHC au Cern - un tunnel circulaire de 27 km de long enterré à cent mètres de profondeur à la frontière franco-suisse près de Genève - a comme premier objectif de trouver le fameux "boson de Higgs-Englert-Brout". Cette particule postulée en 1964 par Peter Higgs et, indépendamment, par deux physiciens belges (François Englert et Robert Brout qui, hélas, vient de mourir sans savoir si ce boson existait bien), est celle qui, selon le modèle standard des particules, donne la masse aux particules de notre univers (proton, neutron, électron, etc.)

Il faut imaginer que tout l’univers est rempli par un grand champ, le champ de Higgs-Englert-Brout, que l’on pourrait comparer à un champ de neige. Les particules peuvent y circuler, certaines vite, quasi sans entraves, comme si elles avaient des skis pour surfer sur la neige. Elles ont alors une petite masse. D’autres ne peuvent circuler que lentement, s’enfonçant dans la neige, freinée plus fortement par ce champ de Higgs. Ce sont les particules lourdes. Seule l’existence d’un tel champ permettrait d’expliquer pourquoi les particules qu’on connaît ont la masse qu’on connaît. Et en physique, qui dit champ, dit particule associée : le fameux boson de Higgs-Englert-Brout, surnommé en 1993 "la particule de Dieu" par le prix Nobel Léon Lederman. On traque, en vain, ce boson depuis trente ans. Le trouver donnerait immédiatement le prix Nobel de physique à Higgs, au Belge François Englert (et l’aurait donné à Robert Brout).

Or la rumeur annonce que le Cern, avec le LHC, l’aurait détecté. Le boson de Higgs, s’il existe, est très lourd. Il faut donc un détecteur à très haute énergie comme le LHC pour espérer le créer (puisque, depuis E=MC² d’Einstein, on sait que la masse est liée à l’énergie).

Au début de la semaine, s’est tenue à Grenoble la grande conférence des particules où l’on ne parlait que de cela dans les couloirs. Les faits sont les suivants : depuis avril, la "luminosité" des faisceaux de particules du LHC est très bonne (l’accélérateur inauguré fin 2008, après avoir connu des ennuis, marche maintenant très bien et a déjà accumulé en six mois autant de données que prévu pour toute l’année 2011 !) Et on a vu dans la plage d’énergie comprise entre 120 et 140 Gev (un Gev est l’énergie équivalente à la masse du proton) deux "bosses", deux "accidents" qui pourraient être les traces du boson de Higgs, dont la masse, selon la théorie, serait comprise entre 114 et 185 Gev.

Précisons que l’on ne détecte pas immédiatement le boson, dont la durée de vie est beaucoup trop courte. Le LHC reconstitue les conditions extrêmes qui existaient dans le premier milliardième de seconde après le Big bang, créant des gerbes de particules qui se désintègrent souvent immédiatement en d’autres particules qu’on peut alors détecter. En reconstruisant ces événements, on peut "voir" s’il y a eu un boson de Higgs.

Les équipes des deux grands détecteurs Atlas et CMS (quelque 3 000 physiciens du monde entier, par détecteur) ont trouvé de telles "bosses". Mais au Cern, on reste très prudent. Le signal n’est pas encore assez clair. Il pourrait s’agir de simples fluctuations statistiques, d’un bruit de fond. Il faut donc poursuivre les expériences et accumuler encore des données pendant de nombreux mois avant de pouvoir conclure à l’existence ou non de ce Graal des physiciens. La porte-parole de l’expérience Atlas (un détecteur enfoui sous terre et grand comme un building !), Fabiola Gianotti, explique : "On ne peut rien dire aujourd’hui, mais clairement, c’est intriguant."

Des physiciens regrettent parfois qu’on offre prématurément au grand public l’annonce de possibles découvertes avant qu’elles ne soient vérifiées selon les critères les plus stricts. Mais il s’agit aussi pour le Cern de montrer qu’après ses pannes du début, il est bien opérationnel et qu’il a pris maintenant résolument la tête de la course au boson, dépassant son (petit) équivalent américain, le Tévratron du Fermilab.

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