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Comme nous l’annoncions il y a une semaine, le Cern (organisation européenne pour la recherche nucléaire) tient ce mercredi un séminaire scientifique pour faire le point sur la recherche du boson de Brout-Englert-Higgs (BEH) que l’on cherche depuis cinquante ans. Ce séminaire est l’occasion pour les expériences Atlas et CMS de présenter les résultats de leur analyse de données pour l’année 2012. Comme lors du précédent séminaire, on avait montré qu’on était très proche de la découverte du boson de Brout-Englert-Higgs (BEH) autour d’une masse de 125 GeV (125 fois la masse du proton), tous les physiciens sont persuadés que cette fois pourrait être la bonne. Rappelons que des milliers de physiciens attendent ce moment qui signifierait la fin d’une traque entamée il y a cinquante ans (à la base, il y avait le physicien écossais Higgs, ainsi que les physiciens belges François Englert et Robert Brout, ce dernier étant malheureusement décédé il y a peu) et dont le résultat peut confirmer ou invalider notre image de l’Univers. Sa découverte donnerait assurément le prix Nobel de physique à ses "pères" et donc à François Englert qui pourrait être le premier Nobel belge depuis le prestigieux trio de Prigogine, de Duve et Claude.

La nouvelle fournée de résultats engrangés devrait confirmer l’existence du boson. Les eux expériences, totalement différentes, Atlas et CMS menées sur le LHC au Cern, donneraient des résultats proches et pourraient atteindre ou frôler les "5 sigmas", la mesure où on peut affirmer qu’il y a bien quelque chose et qu’il n’y a aucun risque que ce soit du bruit de fond ou un artefact. Cinq sigmas veut dire qu’il y a 999 999 chances sur un million que ce soit bien la particule et seulement un risque sur un million que ce soit un bruit de fond.

A la veille de cette annonce, nous avons rencontré François Englert dans son bureau du service de Physique théorique de l’ULB. A 79 ans, il nous parle de sa découverte datant de 1964 déjà, et qui pourrait lui valoir le Nobel près de cinquante ans plus tard. Malgré son âge, il continue à travailler intensément en physique théorique et en parle avec un formidable enthousiasme juvénile. Bien sûr, il associe à ce moment, son collègue de l’ULB et ami, Robert Brout, codécouvreur du boson et décédé l’an dernier.

Votre état d’esprit à la veille de cette annonce ?

Je pense que cette fois sera la bonne. Les résultats semblent positifs dans plusieurs canaux possibles de désintégration de ce boson. On n’aura peut-être pas tout mais c’est comme lorsqu’on cherche son chat perdu et qu’on entend un chat miauler, là où on pense qu’il se trouve. Il y a beaucoup de chances que ce soit le bon. En décembre, les résultats étaient déjà très bons. Si en poussant plus loin, on devait montrer que cette particule découverte n’a pas exactement les caractéristiques prévues, ce serait encore plus excitant car cela ouvrirait la voie à une toute nouvelle physique.

Si on le trouve, c’est fête, champagne et prix Nobel à partager avec Peter Higgs qui a imaginé ce boson en même temps.

Ce ne serait pas désagréable, certes.

Curieux qu’on parle du boson de Higgs et pas de Brout-Englert-Higgs ?

Notre article a paru dans le "Physical Review Letters" du 31 août 1964 au moment où l’article de Higgs était seulement déposé. Et celui-ci cite d’ailleurs notre texte. Nous avons donc l’antériorité. Ce que Peter Higgs reconnaît bien volontiers. Disons qu’il y a eu codécouverte, de manière indépendante mais complémentaire. L’approche mathématique en était différente. Nous ne nous connaissions pas. On a commencé à appeler cette particule "boson de Higgs" et on n’a pas changé, alors que les scientifiques, eux, savent que c’est "le boson de Brout-Englert-Higgs" et le champ BEH. Je préfère d’ailleurs l’appeler encore autrement, c’est-à-dire "boson scalaire" et "champ scalaire", ce qui décrit mieux la structure de ce boson.

Est-ce la découverte en physique la plus importante depuis un demi-siècle ?

Cela me paraît raisonnable de le dire. Et je peux l’expliquer de manière intuitive. Ce que nous avons essentiellement introduit est l’idée d’un champ, comme une mer qui enveloppe l’Univers entier. Dans ce champ, les particules qui forment la matière (quarks, leptons, etc.) et qui étaient sans masse, à la vitesse de la lumière, sont freinées, ont plus de difficultés à avancer, et acquièrent ainsi une masse. C’est ce qui explique que les particules ont la masse qu’elles ont et que nous existions. On ne peut pas mesurer directement ce champ mais on peut voir “les vagues” qui passent sur cette mer, ce sont les bosons, que j’appelle “scalaires” car ils n’ont pas d’orientation, pas de polarisation.

Votre hypothèse permet aussi de réunir les forces.

C’est le point essentiel. La physique consiste à tenter d’ordonner, de rendre moins complexe l’apparent désordre du monde, de trouver des lois générales. Cette démarche a commencé avec les lois testables de Galilée et Newton et tout alla ensuite très vite puisqu’au milieu du XXe siècle, en trois cents ans à peine, on avait pu tout unifier autour de la loi de la gravitation (revue par Einstein) d’un côté et les lois de l’électromagnétisme de Maxwell de l’autre qui sont d’une puissance magnifique, permettant d’inclure toute la chimie et la biologie dans le champ de la physique. Ces résultats étaient époustouflants mais se heurtaient à un problème. On avait une bonne explication de ces forces à longue distance (on peut voir la nuit les étoiles briller malgré la distance). Mais on découvrait dans la physique atomique et nucléaire que d’autres forces intervenaient, à courte distance, qui s’évanouissent à longue distance (la force faible – la radioactivité – et la force nucléaire). On ne les comprenait pas. Comment les expliquer ? Nous avons alors postulé que les forces à longue distance étaient transmises par des vagues avançant à la vitesse de la lumière et composées de particules de masse nulle (les photons) et que les forces à courtes distances étaient semblables avec “des photons généralisés”. Mais ceux-ci plongés dans le champ, dans la mer dont je parlais plus haut, étaient alors ralentis et ces forces à longue distance se transformaient en force à courte distance, par ce qu’on appelle une rupture spontanée de symétrie (NdlR : cette unification des forces électromagnétiques et faibles, obtenue à partir du mécanisme introduit dans l’article d’Englert et Brout en 1964, vaudra, plus tard, le prix Nobel à Salam, Glashow et Weinberg).

Est-ce la fin de la physique ?

C’est une étape essentielle pour valider “le modèle standard” expliquant notre univers, mais si on ne trouve rien d’autre ensuite, on resterait avec plein de problèmes non résolus comme celui de l’origine de la matière noire et de l’énergie noire qui nous entoure (nous n’expliquons que 4 % de la masse de l’Univers). Si on montrait, par exemple que ce boson est une particule élémentaire, non composite, on ouvrirait la porte peut-être à des particules nouvelles dites supersymétriques.

Le souci de l’esthétique vous a toujours habité.

Oui. L’univers tel qu’on le voit, même si on peut trouver très joli une forêt ou un océan, est d’une complexité qui nous apparaît effroyable, sans ordre ni méthode. L’idée des scientifiques a été de trouver, grâce à des théories unificatrices, un sentiment de l’ordre de l’esthétique, de la logique, de l’ultime simplicité des choses, au-delà bien sûr de la difficulté qui reste à expliquer ces lois unificatrices.

Au Cern, l’organisation européenne pour la recherche nucléaire, créée il y a cinquante-six ans, travaillent près de 10 000 personnes dont la majorité sur ce projet LHC qui devrait découvrir le boson BEH.

C’est pour moi, un sentiment merveilleux de voir cela et me donne l’impression que de temps en temps, il y a quelque chose dans la nature humaine qui ne participe pas au désastre collectif vers quoi nous semblons parfois aller. Voir des Pakistanais collaborer avec des Israéliens, des Iraniens avec des Américains, voir cinquante nationalités coexister sans problème, dans l’entraide, loin d’un monde qui va mal, est très réconfortant. Il faudrait, je lance l’idée, donner le prix Nobel de la Paix au Cern. Il le mérite bien. Au-delà du développement technologique extraordinaire réalisé, c’est l’image de ce rassemblement de l’humanité qui est formidable.

On vous voit passionné par vos recherches. Vous travaillez à comprendre le monde dans lequel nous sommes et, pourtant, l’opinion publique reste absente de ces interrogations fondamentales ?

Je reconnais que tout cela est compliqué. Mais les gens sont souvent peu intéressés par la recherche d’une intelligibilité basée sur la rationalité et préfèrent souvent se réfugier dans l’irrationalité des superstitions. Cela n’intéresse pas les gens. En cause peut-être, l’école, mais plus fondamentalement c’est un problème de société. Il n’y a plus le goût de comprendre. A la limite, il y a un mépris pour la compréhension. Je lis sur les forums Internet des gens dire de manière péremptoire : “A quoi ça sert !” Or, le mépris de la connaissance est un premier pas vers l’intolérance et le fascisme. L’anti-intellectualisme est le phénomène qui a permis d’amener les foules vers n’importe quelle horreur ou absurdité.

Après cet article “historique” de 1964, comment ont évolué vos recherches ?

Je me suis beaucoup intéressé au problème non résolu de l’unification de la relativité générale et de la mécanique quantique. J’ai étudié la gravité quantique, la supergravité, la théorie des cordes (dont je ne suis peut-être pas un fan, mais qui a des aspects très intéressants) et développé de nouvelles approches. Depuis cinq ans, j’ai éprouvé le besoin de quitter quelque peu ces domaines spéculatifs pour étudier des choses plus terre à terre : j’ai analysé et suggéré l’émergence de certaines conformations de virus, en biologie physique.