au sommaire
Le boson de Higgs est une particule associée au mécanisme de Brout-Englert-Higgs (BEH) à l'origine de la masse des bosons W et Z du modèle électrofaible, et probablement aussi des quarks et des leptons.
Boson de Higgs et origine des masses
Avec le mécanisme de Brout-Englert-Higgs, les physiciensphysiciens expliquent l'origine des masses des particules élémentaires à partir d'un nouveau champ, dont les bosons de Higgs sont les paquetspaquets d'énergieénergie associés aux oscillations, comme les photonsphotons le sont au champ électromagnétiquechamp électromagnétique. C'est en 1967 que Steven WeinbergSteven Weinberg et Abdus SalamAbdus Salam ont utilisé ce mécanisme pour expliquer la masse de nouveaux bosons qu'ils venaient d'introduire pour unifier les forces électromagnétiques et nucléaires faibles.
Les bosons W sont responsables des processus de radioactivitéradioactivité bêtabêta, qui font briller le SoleilSoleil lorsqu'il fabrique de l'héliumhélium et du deutérium. Si ces bosons n'étaient pas massifs, les noyaux se désintégreraient très vite et ne pourraient donc pas exister. Sans le champ de Higgs, les électronsélectrons seraient sans masse et ne formeraient pas des atomesatomes. Dans le cadre du modèle standard, on peut ainsi dire que le champ de Higgs est essentiel à l'apparition de la vie sur Terre.
John Ellis, le grand physicien théoricien, répond à ces questions : qu'est-ce que le boson de Higgs, et comment le cherche-t-on ? © CernTV, YouTube
Le champ de Higgs est partout dans l'universunivers observable. Mais s'il est bien responsable de l'origine de la masse des quarks et des leptons, ce n'est pas lui qui explique la masse des protons et des neutronsneutrons, donc l'essentiel de la masse de la matièrematière qui compose notre corps et les étoilesétoiles. Il n'existe plus de bosons de Higgs dans le cosmoscosmos depuis le Big BangBig Bang, à part de façon fugace, comme dans le cas des collisions faites dans les détecteurs géants du LHCLHC.
La découverte du boson de Higgs
Le 4 juillet 2012, le Cern a annoncé avoir découvert un boson dont la masse est d'environ 126 GeVGeV, ressemblant beaucoup au boson de Higgs.
Pierre Fayet, directeur de recherche CNRS au laboratoire de physique théorique de l’ENS à Paris, est spécialiste de physique théorique des particules. Ses travaux ont notamment porté sur la supersymétrie. Il répond à trois questions sur l’apport des physiciens théoriciens dans la découverte du boson de Higgs. © INP, CNRS
En mars 2013, le CernCern a finalement déclaré que des analyses plus poussées des données enregistrées par les détecteurs Atlas et CMSCMS menaient à la conclusion qu'il s'agissait bien de la particule associée au champ postulé pendant les années 1960 par Peter Higgs, François Englert, Robert Brout, Gerald Guralnik, Carl Richard Hagen et Thomas Kibble. Ce champ sert à donner une masse aux bosons de jauge des théories de Yang-Millsthéories de Yang-Mills via le mécanisme de Brout-Englert-Higgs (BEH), que les six chercheurs ont découvert presque en même temps.
Le 8 octobre 2013, Peter HiggsPeter Higgs et François Englert seuls reçurent finalement le prix Nobel de physiquephysique pour leur découverte du mécanisme BEH, Robert Brout étant décédé. Pour le moment, le comportement du boson de Higgs découvert au LHC ne trahit aucun signe d'une nouvelle physique au-delà du modèle standardmodèle standard.
