| en rediffusion ce mercredi 23 octobre à 09h00
• La récente attribution du Nobel de physique à François Englert et à Peter Higgs est l’occasion d’un retour sur le passé récent, quand en février 2012, François Englert était venu nous expliquer sa recherche. À ce moment-là, quelques indices s’étaient accumulés en faveur de la découverte possible du boson cherché en postulant sa masse comme étant aux alentours de 125 GEV. Mais on n’en était pas encore à l’annonce officielle, qui serait faite quatre mois plus tard (le 4 juillet 2012).
Rappelons que François Englert est co-auteur, avec Robert Brout, d’une théorie physique publiée en 1964 dans Physical Review Letter, postulant l’existence d’une particule élémentaire qui serait la manifestation d’un mécanisme permettant de comprendre, notamment, pourquoi les autres particules ont une masse.
Les recherches expérimentales pour mettre le boson de BEH en évidence étaient conduites au CERN, avec le LHC, seule machine capable d’atteindre les énergies nécessaires. Le but étant de déceler le boson à partir des produits de désintégration issus de collisions protons-protons, voire à partir des produits de ces produits de désintégration.
Dans ce type de recherches, l’approche est d’ordre statistique : parmi la masse des données correspondant à des événements de toutes les énergies, il faut dans des domaines énergétiques définis, écarter toutes les traces explicables par des désintégrations connues et banales (bruit de fond), pour isoler les événements significatifs. À ce jour, trois événements-candidats avaient été retenus, ce qui était insuffisant au regard des critères statistiques de validation d’une découverte en physique des particules.
Avec notre invité, nous revenions sur les circonstances de cette invention théorique, et sur la signification de concepts comme la « masse », le « mécanisme », la « brisure de symétrie », le « champ scalaire ». Le boson est une fluctuation quantique de ce champ particulier qui occuperait tout l’espace de l’Univers.
De nombreux domaines d’énergie avaient déjà été explorés sans « succès », c’est-à-dire que l’existence du boson avait été exclue pour ces énergies-là (ce qui est déjà un résultat). Pour en donner une idée, pour un spectre d’événements dont l’énergie se trouve comprise entre 1 et 1000 GEV, il ne restait plus qu’à explorer les événements dont l’énergie se trouve comprise entre 115 et 127 GEV. Et les rares événements-candidats étaient en bordure cette fenêtre. Autrement dit, on allait être rapidement fixé soit sur l’existence du boson soit sur sa non-existence. Le LHC était en hibernation, les travaux allaient reprendre au printemps, les résultats étant attendus pour la fin 2012.
Depuis, on sait ce qu’il en a été : le boson de BEH a été découvert par deux expériences indépendantes, selon les standards de la physique des particules. Et le Nobel a suivi.
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