Le boson de Higgs pris en flagrant délit de désintégration

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SCIENCES - Le boson de Higgs est considéré comme la clef de voûte du Modèle standard de la physique des particules, qui définit la structure fondamentale de la matière. Ce mardi, les chercheurs ont annoncé une découverte "cruciale".

Six ans après la découverte du boson de Higgs, des physiciens ont annoncé, mardi, avoir enfin observé la désintégration de cette particule fondamentale. Celle-ci donne la masse à nombre d'autres particules, en une paire de petites particules, les "quarks bottom". Ce résultat a été obtenu au grand collisionneur de particules LHC du CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire), basé à Genève.


La découverte expérimentale en 2012 du boson de Higgs, prédit dès 1964, a été récompensée par l'attribution du prix Nobel de physique à François Englert (Belgique) et Peter Higgs (Grande-Bretagne) l'année suivante. Le boson de Higgs est considéré comme la clef de voûte du Modèle standard de la physique des particules, qui définit la structure fondamentale de la matière. Ce modèle théorique, élaboré dans la deuxième moitié du XXè siècle, prédit notamment que dans 60% des cas, le boson de Higgs se décompose en une paire de quarks bottom (ou quarks b). Les quarks sont aussi des particules fondamentales. 

"Un triomphe pour nos équipes d'analystes"

Il était "crucial de confirmer ou d'infirmer cette prédiction" du Modèle standard sur la désintégration du boson de Higgs en quarks b, souligne le CERN dans un communiqué. Après des années d'efforts, les collaborations scientifiques ATLAS et CMS du CERN sont parvenues à saisir cette "insaisissable désintégration" du boson de Higgs en une paire de quark b.


"Ce résultat est indubitablement une confirmation du Modèle standard et un triomphe pour nos équipes d'analystes", considère Karl Jakobs, porte-parole de l'expérience ATLAS. Mais au départ, "nous avions des doutes sur notre capacité à observer cette désintégration", reconnaît-il. Le boson de Higgs est une particule très instable qui se désintègre rapidement en diverses particules. Les chercheurs n'étaient jamais parvenus à observer sa désintégration en quarks b. 

Toute la matière est faite de particules fondamentales

Le Modèle standard repose sur deux principes. Le premier, c'est que toute la matière est faite de particules fondamentales, "comme des blocs de Lego". Le second, c'est que ces particules interagissent entre elles en s'échangeant d'autres particules. Mais ce modèle a ses limites et les physiciens tentent de trouver une théorie plus puissante et plus complète qui permette de combler ses lacunes.


Plus grand collisionneur au monde, le Grand Collisionneur de Hadrons (LHC), situé à la frontière franco-suisse, comprend un tunnel en forme d'anneau de 27 kilomètres, dans lequel s'entrechoquent des faisceaux de protons pour faire surgir toutes sortes de particules.

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