Les collisions entre faisceaux de protons ont repris depuis quelques jours au LHC. L’objectif principal est de vérifier la dernière prédiction principale du modèle standard des interactions électrofaibles, le boson de Higgs-Englert-Brout, censé être à l’origine des masses des bosons W et Z.

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    L'année 1983 a été une date importante dans notre recherche de nouvelles clés pour comprendre l'évolution de l'univers du Big Bang au Vivant. En utilisant le technique de refroidissement stochastiquestochastique mise au point par le prix Nobel de physique Simon van der Meer, qui vient tout juste de nous quitter, les chercheurs du Cern faisaient la découverte des fameux bosons Z et W prédits par la théorie électrofaible de Glashow-Salam-Weinberg.

    Ces particules massives sont l'équivalent des photonsphotons des forces électromagnétiques, mais contrairement à eux, ils ne peuvent pas voyager sur des distances infinies dans l'univers. Ils interviennent dans les réactions entre quarksquarks et leptonsleptons faisant intervenir la force nucléaire faibleforce nucléaire faible à l'origine de la radioactivitéradioactivité bêtabêta et de la nucléosynthèsenucléosynthèse de certains éléments.


    21 janvier 1983, à 15 h, le Cern annonçait : « UA1, parmi 1 milliard de collisions, a observé 5 événements révélant la signature du boson W chargé. Les résultats déterminent aussi la masse du W en concordance avec les prédictions de la théorie électrofaible ». Ce résultat fut le couronnement de quatre années de travail intensif. © Cern & BBC Open University

    Une particule manquante

    Presque toutes les prédictions de la théorie électrofaible ont été vérifiées, parfois avec une grande précision notamment dans les collisions d'électronsélectrons et de positronspositrons effectuées grâce au prédécesseur du LHCLHC, le LEPLEP.

    Il reste cependant un élément clé de la théorie électrofaible qui n'a toujours pas été vérifié. Il s'agit du mécanisme dotant les bosons W et Z d'une massemasse. Celui-ci fait intervenir un nouveau boson, proposé presque simultanément il y a presque cinquante ans par Peter HiggsPeter Higgs, François Englert et Robert Brout.

    Des variantes du mécanisme de brisure de la symétrie électrofaible à l'origine des masses des bosons W et Z, mais aussi des autres particules connues, ont été proposées. On peut dire que le but principal du LHC est d'élucider ce mécanisme de brisure, qu'il soit conforme en tout point au modèle de Higgs-Englert-Brout ou qu'il fasse aussi intervenir de la supersymétriesupersymétrie ou une autre physique plus spéculative.

    Dans ce but, des collisions de protonsprotons capables de produire le boson de Higgsboson de Higgs-Englert-Brout se déroulent à nouveau au LHC depuis le depuis le 13 mars 2011. Les collisions à 7 TeV sont scrutées pour y chercher le mythique boson ainsi que des traces d'une nouvelle physique, peut-être à l'origine de la matière noirematière noire et de l'énergie noire.

    N'oubliez pas qu'il est possible de suivre l'activité du LHC en direct.