Deux Bosons de Higgs au lieu d’un !

Le 4 juillet 2012, l’équipe du CERN annonçait officiellement avoir trouvé le fameux boson de Higgs, grâce au plus grand collisionneur de particules au monde (le Large Hadron Collider). Une découverte capitale pour la science car le Boson de Higgs est une particule élémentaire du modèle standard et la dernière qui restait à être débusquée.

Théorisée en 1964 par Peter Higgs ainsi que Robert Brout et François Englert, cette particule permettrait d’expliquer pourquoi les particules ont une masse. Leur idée est qu’un champ de force invisible dit « champ de Higgs » s’est formé au même moment que le Boson de Higgs, suite au Big Bang et après que la température de l’Univers a atteint un certain seuil. Ainsi les particules ont obtenu leur masse grâce à l’interaction avec ce champ et l’intervention du Boson : « Plus elles interagissent avec le champ de Higgs, plus elles deviennent lourdes. Au contraire, les particules qui n’interagissent pas avec ce champ ne possèdent aucune masse. »

La traque a débuté il y a près de 50 ans. Une quête laborieuse puisque le Boson est extrêmement difficile à repérer en raison de la brièveté de son existence, du fait que l’on ne connaisse pas sa masse et des conditions très particulières de son observation. Il faut attendre 2009 pour que l’accélérateur de particules LHC soit construit. Les chercheurs, désormais armés de ce puissant outil munis de six détecteurs, dont le détecteur Atlas précisément utile à cette tâche, se lancent à la recherche du Boson. Pour le dénicher, ils doivent faire entrer en collision des particules à une vitesse quasi similaire à celle de la lumière, observer leur désintégration et détecter le court instant où le Boson se présente. Ce qui n’est évidemment pas une mince affaire. Malgré tout, les scientifiques du CERN affirment le 4 juillet avoir trouvé la particule de Higgs et estiment cette découverte à 99,9999% fiable.

L’annonce suscite un engouement partout dans le monde et déclenche un déferlement médiatique. On songe alors à l’origine de l’univers. Ce n’est donc pas un hasard, si en fin d’année 2012, la revue scientifique américaine Science considère la découverte du Boson de Higgs comme étant la plus grande avancée scientifique de 2012.

Cependant, cette trouvaille est aujourd’hui associée à une bien surprenante révélation qui découle des résultats de l’expérience ATLAS : il y aurait en réalité deux Bosons de Higgs. Précédemment, les recherches faisaient état d’un Boson de masse approximative de 125 gigaélectrovolts (GeV). Mais un nouvel éclairage dans l’étude du Boson indique deux particules de masses respectives de 123,5 GeV et 126,6 GeV, soit une différence importante de 3 Gev. Un cas singulier et inattendu qui se révèle problématique pour les physiciens. La différence étant à la fois trop petite pour qu’il soit question d’une autre particule et trop grande pour que le calcul des savants soit remis en cause.

Pas moins de deux théories rendues caduques par ce résultat. Celle du modèle standard qui ne prévoit l’existence que d’un seul Boson appelé justement Boson de Higgs. Et celle de la supersymétrie, qui, même si elle accepte l’existence de plusieurs Bosons de même type, exclu une telle proximité de masse. Encore une fois dans l’expectative, la patience sera de rigueur avant d’obtenir de nouvelles réponses. Laissons le temps aux scientifiques du CERN, des informations concernant le Boson devraient tomber en mars.

Par Sébastien Tribot, journaliste scientifique