"Nous pensons que nous l'avons. Vous êtes d'accord ",est le directeur du CERN, a plaisanté le 4 juillet le physicien allemand Rolf-Dieter Heuer , 2012 dans une salle comble d'un vaste complexe près de Genève (Suisse). Rolf-Dieter Heuer, bien sûr, a évoqué les regrets de nombreux chercheurs à propos du boson de Higgs, un chaînon manquant en physique, également connu sous le nom de « particule de Dieu ». Dix ans après les particules qui donnent de la masse à la matière qui nous entoure, une étude conjointe de CMS et ATLAS a mis en évidence des signes visibles d'un "champ de Higgs" sur le Large Hadron Collider (LHC). .. Une décennie d'observation, de dissection et d'éclatement pour apprendre autant que possible comment il relie notre monde actuel aux tout premiers moments très vagues de l'univers. ..
Nous connaissons aujourd'hui le boson de Brout-Englert-Higgs (BEH) - son nom complet a été inspiré par lespersonnes qui ont repris son existence en 1964. La masse exacte, sa méthode de production et sa fréquence la plus fréquente mode de décroissance. Le chapitre Higgs est également clos. C'est loin de là. "Il reste encore beaucoup à découvrir sur lui",garantit une physicienne de l'Institut Leprince-Ringuet (CNRS/Institut technologique de Paris),Sciences et AvenirEve Shirois. La découverte de Boson en tant que membre de la collaboration CMS. "Nous avons fait de grands progrès en 10 ans, mais il y a bien plus de propriétés que nous n'aurions pu l'imaginer. En les découvrant, nous pouvons interpréter le comportement inattendu d'autres particules et vous pouvez résoudre de nombreuses autres énigmes, etc."" C'est bien. Grâce à des améliorations techniques, le LHC a été redémarré après un arrêt de trois ans. Cette troisième collision, qui devrait durer quatre ans et où les protons se projettent à une vitesse proche de la vitesse de la lumière (exécution 3), épargnera certainement le Higgs.
La porte-parole de l'expérience ATLAS à l'époque, Fabiola Gianotti, aujourd'hui directrice du CERN, et le porte-parole du CERN Joe Incandela regarde un écran annonçant une découverte particulière du boson de Higgs le 4 juillet 2012 dans l'auditorium du Meyrinsite près de Genève, en Suisse. Crédits : Denis Balibouse / Pool / AFP
Three Family Mysteries
Entre les deux premières sessions (Runs 1 et 2) achevées respectivement en 2013 et 2018 Entre-temps, les chercheurs ont réussi pour voir comment le boson de Higgs interagit. } EtBeauty(ouBottom)et LeptonTau, cousin électronique lourd. Maintenant ils disent ce qui se passe lorsque le boson de Higgs se lie aux particules plus légères, surtout s'il donne également de la masse à ces fermions plus légers , ou si un autre mécanisme fonctionne. Je veux vérifier si c'est le cas. En réalité, le boson de Higgs n'a pu être résolu qu'une seule fois en raison de l'histoire très ennuyeuse de la famille. Ce n'est pas un problème pour que les particules fonctionnent bien entre frères et sœurs, mais la raison pour laquelle les particules sont divisées en trois familles reste un vrai mystère pour les physiciens d'aujourd'hui. Une seule propriété peut les distinguer les unes des autres. C'est-à-dire la masse des particules qu'ils contiennent, c'est-à-dire. Comment ces particules interagissent avec le boson de Higgs.
"Tout peut s'expliquer par une seule famille de leptons et de quarks, mais il y en a trois. Pourquoi cette mystérieuse organisation ?"est une étude des lois fondamentales de l'univers. Nous demande Rosy Nikolaidou, physicienne au CEA à l'Irfu et membre de la collaboration ATLAS depuis 2002. J'aimerais pouvoir observer le boson de Higgs s'effondrer en une paire de muons, qui sont des particules du groupe 2. En août 2020, les physiciens d'ATLAS et de CMS ont vu indices que auraient pu réaliser cet exploit. S'il est confirmé, ce dernier permet non seulement à d'obtenir , mais est également le premier que les particules de deuxième génération gagnent réellement de la masse par le mécanisme de Higgs. Non seulement vous pouvez obtenir une confirmation, mais vous pouvez comprendrez sans doute pourquoi au moment de sa création, l'Univers Matériel s'est dupliqué en trois versions identiques.
Particules élémentaires basées sur le modèle standard. Trois familles de fermions apparaissent, parmi lesquelles les quarks (u et d dans la première famille, c et s en deuxième, t et b en troisième), les leptons (e et ve en première famille, etc.) ). Crédit : Cern
"La possible contradiction entre la façon dont le Higgs s'effondre en muons et Taus pourrait nous mettre sur la bonne voie", poursuit Eve Shirois. Les physiciens ont une raison d'espérer. Des anomalies identifiées dans les muons il y a longtemps dansen avril 2021 ont été confirmées par une importante expérience menée cette fois à l'Institut Fermi (USA). Le "moment magnétique" du muon est une méthode qui s'aligne sur les lignes de champ magnétique comme une aiguille de boussole, et ne semble pas avoir la valeur prédite par la théorie. Cela vous donne un aperçu de la "nouvelle physique". "Cette déviation ne peut pas être expliquée par le boson de Higgs", précisant Eve Shirois. Alors, tenté d'apercevoir la silhouette d'un poisson plus gros que le Higgs, il nage dans les eaux encore incontrôlables. Si vous lancez 3, vous devriez pouvoir y accéder exactement.
Particules hermaphrodites, les Higgs.
Autre caractéristique du Higgs difficile à appréhender pour les scientifiques à ce jour : son champ énergétique, ou plus précisément, la forme d'énergie potentielle sous laquelle se situe le champ du Higgs. Ce paramètre , absolument décisif pour comprendre comment l'univers s'est formé, peut être déduit d'un autre paramètre . Gremlins qui entrent en contact avec l'eau ou sont nourris après minuit. Si cette auto-liaison est démontrée, pour autant que nous sachions, cela ressemble à un autre tonnerre dans le monde de la physique, car les autres particules n'interagissent pas entre elles. Malgré tout, cette nouvelle n'est pas si surprenante pour les physiciens que les physiciens savent que les Higgs sont loin d'agir comme les autres.
Prouver cet hermaphrodite, et surtout quantifier les niveaux d'énergie auxquels il se produit, débloquera de nombreux verrous dans notre quête pour comprendre l'univers. Immédiatement après le Big Bang, lorsque l'univers entier est tombé entre nos mains, les particules n'avaient pas de masse et avaient une force fondamentale, mais le champ de Higgs est différent dans l'espace où baigne tout ce petit monde. "Nous nous demandons si ce changement s'est produit n'importe où dans l'espace-temps au même moment, ou juste à un endroit",demande Eve Shirois. Si cette transition, appelée "rupture de symétrie électrofaible", se produit soudainement, elle est susceptible d'être non uniforme et de générer une bulle de vide sans champ de Higgs appelée le "faux ciel", et la bulle de ciel est le Higgs. Peut être remplie avec. Le champ, cette fois nommé "vrai vide". "Lorsque l'univers commence à s'étendre, nous pouvons imaginer que ces bulles se chevauchent, créantune asymétrie matière à matièreà l'intersection exacte. Un autre mystère que je ne peux pas expliquer,", poursuit Eve Shirois. "Je pense que le LHC sera en mesure de déterminer rapidement si l'atterrissage a été doux ou s'il y a eu une transition soudaine."
Oui Le modèle Higgs, où Higgs peut masquer d'autres
, a également ce problème d'équilibre. Le fait qu'il s'agisse d'une particule légère est préoccupant, car cette interaction entre le boson et la particule du Modèle Standard devrait, au contraire, en faire une particule très lourde. "La masse du Higgs est arbitraire car le boson n'est pas protégé par la symétrie",explique RosyNikolaidou. "Il a tendance à être sensible à toutes les interactions, c'est-à-dire que s'il existe d'autres particules inconnues plus grosses, leur masse doit être augmentée encore plus. Maintenant, échappez-vous pour une raison quelconque. Même avec des particules relativement petites, il reste stable. Échelle. "
Coupe 3D à travers la section LHC. La circonférence du tuyau souterrain est de 27 kilomètres. Crédit : Daniel Dominguez / CERN
L'une des méthodes que le physicien a sérieusement envisagées pour résoudre ce paradoxe est la méthode de supersymétrie . Le boson de Higgs. En imaginant les frères cachés plus lourds du Higgs, sa masse n'est plus un paramètre libre."Il y a probablement en fait cinq bosons de Higgs, le plus léger trouvé en 2012"pense à Eve Shirois comme dans un rêve. "Quoi qu'il en soit, cherchez-les dans les prochaines années."
La masse W, un autre poids sur l'épaule
Enfin, la masse W Boson Il y a ceci douzième mystère provoqué par. Un autre boson, oui. Avec son cousin Z, le boson W agit comme un vecteur des interactions faibles qui provoquent le rayonnement bêta des noyaux . Les chercheurs ont déjà confirmé que les paires de bosons , W ou Z peuvent produire des bosons de Higgs par désintégration , et inversement, elles sont telles que prédites par le modèle standard Peut être le résultat d'un effondrement. Mais le 7 avril 2022, un nouveau rebondissement a éclaté dans un monde de particules apparemment agitées Depuis deux ans, les physiciens ne s'ennuient pas.
Après plus d'une décennie d'analyse de données, la collaboration internationale CDF a annoncé .La masse de base du boson W s'est avérée beaucoup plus lourde que prévuCalculs théoriques. Un autre signe que le modèle standard ne tient plus. Il est encore un peu tôt pour le dire, mais l'anomalie de masse de W Boson révèle en fait l'existence de nouvelles particules , telles que celles prédites par la supersymétrie et la supersymétrie. Il existe une possibilité de trahison. Théorie des supercordes. Particules trop lourdes pour être produites à l'échelle de l'énergie utilisée lors des précédentes collisions du LHC. À cet égard également, le boson de Higgs peut fournir une part de réponse. "La masse du Higgs et la masse du quark top déterminent la prédiction théorique de la masse du boson W", précisions d'Eve Shirois. "Seul le LHC d'aujourd'hui peut mesurer ces trois masses en même temps." C'est encore un autre objectif de cette run 3 . Sans parler d'une autre mission du boson de Higgs, où s'attend à certains des éléments suivants : An.