26/07/2011 - Les données du plus grand accélérateur de particules au monde sont présentées dans Grenoble

Menéame

Le LHC accélère la recherche du boson de Higgs. Les principales expériences du Grand Collisionneur de Hadrones (LHC) ont présenté à la conférence de physique des hautes énergies qui se tient ces jours-ci à Grenoble (France) de nouvelles données qui resserrent la recherche du boson de Higgs. Cette particule, qui expliquerait l’origine de la masse, est la pièce manquante à découvrir dans le Modèle Standard, la théorie qui décrit les particules fondamentales et leurs interactions. Les expériences ATLAS et CMS ne trouvent aucune preuve significative de la présence de cette particule dans une large gamme de masses. Ces résultats sont loin d’être définitifs et l’accélérateur de particules du CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire) devra donc recueillir davantage de données pour pouvoir prouver ou écarter définitivement l’existence de cette particule elusive.

Les expériences ATLAS et CMS ont présenté à Grenoble leurs premiers résultats dans la recherche du boson de Higgs. Jusqu'à présent, ils n’ont trouvé aucun signe significatif de la présence de la particule Higgs dans la plage de masse entre 120 et 600 GeV (gigaelectronvolts). Le gigaelectronvoltio est une unité d’énergie, mais en physique de particules la masse et l’énergie peuvent être échangées par l’idée d’équivalence démontrée par Einstein dans sa célèbre équation (E = MC2). Ainsi, l’énergie des particules qui tournent dans le LHC se transforme en collisions en nouvelles particules très massives qui se transforment immédiatement en autres.

Ainsi, les physiciens reconstruisent les "événements " ou " événements " qui se sont produits à l’intérieur des expériences à partir des particules résultant des collisions. L’existence du boson de Higgs doit être observée par les particules résultant des collisions où elles se produisent. Cette particule est, selon la théorie qui définit les particules élémentaires et leurs interactions, le Modèle Standard, qui accorderait de la masse au reste par le "champ de Higgs ." Son existence a été proposée par le physicien Peter Higgs dans les années 60.

Les résultats d’ATLAS permettent d’exclure, avec un niveau de confiance de 95%, l’existence d’un boson de Higgs de masse entre 155‐190 GeV et 295‐450 GeV. Pour sa part, CMS rejette avec le même niveau de confiance sa présence dans les plages de masse de 149‐206 GeV et 300-440 GeV. Cependant, dans la région de masse entre 120 et 140 GeV, et environ 250 GeV, ATLAS observe un "modéré excès d’événements" tandis que CMS observe un autre "excédent modéré" d’événements en dessous de 145 GeV. Selon des données obtenues sur d’autres accélérateurs comme le Tevatron (USA), la gamme de masses la plus probable du boson de Higgs serait entre 114 et 137 GeV, plus de 100 fois la masse du proton.

Cependant, les physiciens interprètent ces signaux avec une grande prudence en attendant d’autres données et études supplémentaires. De nouveaux résultats sont attendus pour la conférence internationale Lepton-Photon, qui se tiendra en Inde à la fin du mois d’août. En 2011 et 2012, le LHC accumulera dix fois plus de données, ce qui permettra aux expériences d’explorer de manière beaucoup plus précise la frontière énergétique actuelle dans la recherche du boson de Higgs.

Mais le LHC ne se limite pas à la recherche du boson de Higgs. Le plus grand et le plus puissant accélérateur de particules au monde tente de répondre à certaines des questions les plus importantes de la physique actuelle, dont celle de l’antimatière. En théorie, pendant la création de l’Univers dans le Big Bang, il a fallu créer les mêmes quantités de matière comme d’antimatière, une sorte de "reflet" de la matière identique en tout mais avec une charge électrique différente, mais, pour des raisons inconnues, l’univers est formé de matière et l’antimatière semble avoir disparu (même si elle est habituellement créée en laboratoire et utilisée dans les dispositifs PET).

Une des expériences du LHC, LHCb, a été spécialement conçue pour étudier ce problème en produisant le quark b, une des particules élémentaires les plus massives connues. Les physiciens soupçonnent qu’il doit y avoir de légères asymétries entre les matières pesantantimatières qui expliqueraient la prédominance de la matière. LHCb a observé des différences dans les taux de production de quarks b et de leur antiparticules, l’antiquark b.

Les physiciens qui travaillent sur LHC explorent également de nouvelles possibilités au-delà du Modèle Standard. Jusqu'à présent, aucun signe anormale n’a encore été observé qui permette de mettre en évidence une "nouvelle physique" et les résultats obtenus donnent lieu à de nouvelles limites à la présence de nouvelles particules et de nouvelles dimensions.

L’Espagne est le cinquième contributeur au CERN avec 8,9

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