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Le boson de Higgs est une pièce maîtresse du modèle standard. Il donne une masse aux généralisations des photons que sont les bosons W+,W- et Z0 responsables des interactions faibles se manifestant sous la forme bien connue de la radioactivitéradioactivité. Il est aussi un élément essentiel pour conserver ce que l'on appelle la renormalisabilité des quantités observables, intervenant dans la théorie quantique des champs relativistes, à la base de la description des forces du modèle standard (les équationséquations de Yang-MillsYang-Mills).
Sans cette propriété, des quantités infinies apparaissent dans les calculs ruinant complètement la théorie. Pire, sans boson de Higgs et à des énergiesénergies de l'ordre du TeV, précisément de l'ordre de celles permises au LHCLHC (qui fera très bientôt collisionner des protonsprotons à 10 TeV), on viole un théorèmethéorème fondamental de la mécanique quantiquemécanique quantique : l'unitarité. En clair, la somme des probabilités intervenant dans des processus n'est plus égale à un. Une absurdité...
Pourtant, depuis 20 ans, Stephen HawkingStephen Hawking clame que quelque chose ne va pas avec le Higgs. En 1995, il a d'ailleurs publié un papier dans lequel il estimait qu'on pourrait bien ne jamais observer le fameux boson. Lors d'une récente interview donnée à la BBC, il a même révélé qu'il avait parié 100 dollars sur l'absence de découverte du Higgs au LHC !
Cliquez pour agrandir. Hawking visitant le tunnel du LHC. Crédit : Cern
L'affaire a évidemment fait grand bruit et Peter Higgs, interrogé à ce sujet lors d'une conférence à Edimbourg, a répliqué, un peu irrité : « je suis très sceptique quant aux calculs de Stephen. Franchement, je ne pense pas qu'ils soient vraiment valables ».
Il n'a pas dit qu'il n'existait pas
Comme on l'a dit, le mécanisme de Higgs et son boson semblent inévitables ou presque, même s'il existe quelques alternatives exotiquesexotiques sans ce dernier faisant intervenir des mondes parallèles. Alors, Stephen Hawking pense-t-il vraiment, en contradiction avec la majorité de la communauté des physiciensphysiciens des particules élémentairesparticules élémentaires, que le Higgs n'existe pas comme on le voit répéter ici et là ?
Incapable de parler autrement qu'avec un ordinateurordinateur depuis de longues années à cause de sa maladie de Charcotmaladie de Charcot, Hawking choisit soigneusement les phrases qu'il prononce. De fait, il s'exprime souvent comme l'oracleoracle de Delphes. Ses propos doivent donc être soigneusement pesés.
Ses travaux sur les trous de vers et les trous noirstrous noirs virtuels (apparaissant et disparaissant dans le vide comme les paires de particules virtuelles) lui indiquent depuis 20 ans que ces deux étranges objets exercent une forte influence sur les particules dites scalaires. Si le boson de Higgs est bien de cette nature, alors, explique Hawking, il devrait, à cause de cet effet, être en pratique inobservable au sein des collisions entre particules élémentaires. Le boson de Higgs ne serait donc observable que s'il n'est pas une particule scalaire élémentaire mais composite, comme c'est le cas d'une autre particule scalaire, le pion, formé de deux quarksquarks.
En réalité, Hawking doit probablement bien rire en ce moment, car il a réussi un beau coup médiatique. Il n'a pas dit, en effet, que le boson de Higgs n'existait pas, simplement qu'il avait des raisons de penser que l'on ne l'observerait pas, ce qui est très différent...
