Un boson de Higgs, OUI, mais de quelle sorte ?

Faisant suite à l’expérience du Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN, des chercheurs ont présenté vendredi, à la conférence de Moriond, de nouveaux résultats préliminaires mettant en avant une nouvelle fois les propriétés de la particule découverte l’année dernière.

Après avoir analysé deux fois et demie plus de données que ce qui était disponible au moment de l’annonce de la découverte, en juillet 2012, les chercheurs arrivent à la conclusion que la nouvelle particule ressemble de plus en plus à un boson de Higgs, cette particule liée au mécanisme qui donne une masse aux particules élémentaires.

La question reste toutefois ouverte de savoir s’il s’agit bien du boson de Higgs du Modèle standard de la physique des particules, ou plutôt du plus léger d’un ensemble de bosons prédits dans certaines théories au-delà du Modèle standard. Répondre à cette question prendra donc du temps, ont averti les scientifiques.

Un boson de Higgs, oui, mais de quelle sorte ?

Que cette particule puisse être considérée comme un boson de Higgs dépend de la façon dont elle interagit avec d’autres particules, et aussi de ses propriétés quantiques. Ainsi, le boson de Higgs est supposé avoir un spin (rotation) nul, et, dans le Modèle standard, sa parité, c’est-à-dire la façon dont se comporte son image miroir, doit être positive. CMS et ATLAS ont comparé plusieurs hypothèses concernant les possibles combinaisons spin-parité de cette particule, et tous les éléments disponibles vont dans le sens d’un spin nul et d’une parité positive. Si l’on ajoute à cela les interactions mesurées entre cette nouvelle particule et d’autres particules, "on a une forte indication qu’il s’agit d’un boson de Higgs".

"Les résultats préliminaires portant sur l’ensemble des données 2012 sont magnifiques, et pour moi il est clair que nous avons affaire à un boson de Higgs, même si nous sommes encore loin de savoir de quelle sorte de boson de Higgs il s’agit", a déclaré Joe Incandela, porte-parole de CMS.

"Ces résultats fabuleux sont le fruit d’un effort énorme accompli par beaucoup de personnes. Ils semblent indiquer que la nouvelle particule aurait les caractéristiques de spin et de parité du boson de Higgs prévu par le Modèle standard. Nous avons déjà un bon début pour le programme de mesures dans le secteur du Higgs" a expliqué Dave Charlton, porte-parole d’ATLAS.

Pour déterminer s’il s’agit du boson de Higgs du Modèle standard, les collaborations doivent, par exemple, mesurer précisément les taux de désintégration en d’autres particules et comparer les résultats obtenus aux prédictions. La détection du boson récemment découvert est un événement très rare – il faut disposer d’environ mille milliards de collisions proton-proton pour chaque événement observé. Pour caractériser tous les modes de désintégration, il faudra disposer d’un nombre beaucoup plus grand de données du LHC.

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