au sommaire
Il y a 51 ans, George Zweig et Murray Gell-Mann ont proposé indépendamment une théorie permettant de mieux comprendre les hadrons, une large famille de particules considérées comme élémentaire au début des années 1960. Il s'agissait de la théorie de quarks. Zweig était en poste au Cern lorsqu'il a publié ses idées dans un article daté du 17 janvier 1964. La même année, Peter HiggsPeter Higgs d'un côté et François Englert et Rober Brout de l'autre ont publié eux aussi indépendamment un modèle permettant de comprendre l'origine de la masse de certaines particules élémentaires. Ce qui est maintenant considéré comme le mécanisme de Brout-Englert-Higgs (BEH) tirait son inspiration de la physiquephysique de la supraconductivitésupraconductivité. Des décennies plus tard, des supraconducteurssupraconducteurs ont été utilisés pour la constructionconstruction du LHCLHC, lequel a permis de découvrir le bosonboson de Brout-Englert-Higgs associé au champ postulé par les trois physiciensphysiciens ainsi que certains de leurs collègues pour construire le mécanisme de brisure de symétrie BEH. Remarquablement, c'est aussi en 1964 que John BellJohn Bell, étoileétoile montante de la physique des particules au Cern à ce moment-là, a publié ses travaux contenant ses fameuses inégalités associées à l'effet EPR.
2014 a donc été une date particulière pour le Cern puisque qu'elle a coïncidé avec les anniversaires de plusieurs découvertes importantes en physique associées d'une façon ou d'une autre au laboratoire européen en physique des hautes énergiesénergies. Ces anniversaires ont été d'autant plus marquants que l'on a aussi fêté cette année les 60 ans du Cern.
La physique ne se résume bien évidemment pas à celle des hautes énergies. Voici donc en complément une rétrospective inévitablement partiale des autres événements qui ont marqué 2014 et dont on a parlé sur Futura-Sciences.
Antimatière : le Cern produit le premier faisceau d'antihydrogène
Après avoir été le premier laboratoire au monde à créer puis à piéger des atomesatomes d'antihydrogène, le Cern est maintenant le premier à pouvoir générer des faisceaux de ces atomes d'antimatièreantimatière. Leur étude pourrait permettre d'aller au-delà de la théorie de la relativité restreinterelativité restreinte et surtout de comprendre où est passée l'antimatière cosmologique qui manque toujours à l'appel.
Anniversaire : les quarks ont 50 ans
Le modèle standardmodèle standard de la physique des particules élémentairesphysique des particules élémentaires a commencé à prendre forme pendant les années 1960 avec la théorie unifiée des forces nucléaire faibleforces nucléaire faible et électromagnétique, ainsi que le modèle des quarks pour les hadrons. On fête cette année les 50 ans de la découverte de ce modèle par deux physiciens, George Zweig et Murray Gell-Mann. Zweig était en poste au Cern lorsqu'il a publié ses idées dans un article daté du 17 janvier 1964.
Trous noirs : Stephen Hawking remet-il en cause leur existence ?
Stephen HawkingStephen Hawking avait déjà fait sensation il y a 40 ans en annonçant que les trous noirstrous noirs ne piégeaient pas de l'énergie pour toujours et qu'ils pouvaient s'évaporer. Il s'agissait d'une conséquence des lois de la mécanique quantiquemécanique quantique. Il jette à nouveau le trouble en suggérant que les trous noirs n'existent pas. Mais est-ce vraiment ce qu'il affirme ? L'information ayant suscité des réactions et des affirmations parfois fantaisistes, la réponse mérite une analyse fine...
D-Wave Two, l'ordinateur censément quantique, rate un test
Il y a un an, la société D-Wave Systems réussissait à vendre à GoogleGoogle ce qu'elle présentait comme un véritable calculateur quantiquecalculateur quantique performant, malgré l'incrédulité à peu près générale de la communauté scientifique quant à la faisabilité même d'une telle machine. Une équipe de chercheurs a fait passé de nouveaux tests à D-Wave Two, sans pouvoir apporter la preuve qu'il était plus performant qu'un ordinateurordinateur classique.
L'activité cérébrale rendue visible grâce aux nanotubes
Une équipe de chercheurs de l'université de Stanford a développé une nouvelle technique non invasive pour visualiser et étudier la circulation sanguine dans le cerveaucerveau. Pour cela, elle utilise des nanotubes de carbonenanotubes de carbone injectés dans le sang qui peuvent devenir fluorescent sous l'action de la lumièrelumière laserlaser dans le proche infrarougeinfrarouge. Cela pourrait conduire à mieux comprendre les origines des AVCAVC, des accidents ischémiques transitoiresaccidents ischémiques transitoires (AIT) et peut-être de la maladie d'Alzheimermaladie d'Alzheimer.
Nobel de physique 2014 : l'éclairage par Led récompensé
Les membres de l'Académie royale des sciences de Suède ont déjoué tous les pronosticspronostics en attribuant le prix Nobel de physique 2014 aux physiciens japonais et américain à l'origine de la technologie des diodes électroluminescentesdiodes électroluminescentes bleues. Récompense méritée : déjà utilisées dans les téléphones portables et les lecteurs de Blu-rayBlu-ray, les Led bleues vont devenir omniprésentes dans l'éclairage du futur.
En vidéo : le Cern, explorateur de l'infiniment petit depuis 60 ans
Il y a 60 ans, le 29 septembre 1954 précisément, une convention signée par 12 États européens officialisait l'existence de l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire, plus connue aujourd'hui sous le nom de Cern. Quelques mois auparavant, la construction des bâtiments de ce qui est devenu le plus grand laboratoire de physique des particules au monde avait commencé. C'est là que sera conçu le World Wide Web et découvert le boson de Brout-Englert-Higgs.
Le prix Nobel de chimie 2014 pour la « nanoscopie »
Amener le microscope optiquemicroscope optique au-delà de la limite théorique de résolutionrésolution : c'est ce qu'ont réussi Eric Betzig et William Moerner (États-Unis) avec la microscopie monomoléculaire, et Stefan Hell avec la microscopie à fluorescence STEDSTED. Les voilà tous les trois récompensés par le jury Nobel.
Paradoxe EPR : le théorème de Bell a 50 ans
Les travaux du physicien irlandais John Stewart Bell (1928-1990) ont pavé la voie à la toute jeune discipline de l'information quantique. De fait, le théorèmethéorème qu'il avait démontré en 1964 en réfléchissant au célèbre paradoxe EPRparadoxe EPR (EinsteinEinstein-Podolsky-Rosen) a débouché en 1982 sur l'expérience d'Alain AspectAlain Aspect, démontrant la réalité du phénomène d'intrication quantiqueintrication quantique, qui est à la base des travaux sur la téléportation et la cryptographie quantiquecryptographie quantique. On a fêté récemment le cinquantenaire de la découverte de ce théorème.
Quelques picosecondes de supraconductivité à température ambiante
Les supraconducteurs à température ambiante rendraient possibles bien des machines capables de prouesses extraordinaires et permettraient aussi de conduire de l'électricité sur de longues distances sans pertes. Un nouvel espoir vient d'apparaître à ce sujet avec un cupratecuprate soumis à des impulsions laser.
