Le boson de Higgs ou comment comprendre la masse … de toutes les particules
Le 4 juillet 2012 sera peut être la date où la physique de la matière aura fait un nouveau pas de géant. C’est, en effet, le jour où le CERN a communiqué les résultats leur permettant de prévoir que le collisionneur LHC avait mis en évidence l’existence du boson de Higgs ou boson de Brout, Englert et Higgs (BEH) pour être plus juste quant aux inventeurs de cette particule.
Toutefois, comprendre l’enjeu de cette découverte requiert un sérieux bagage physique et mathématique.
Aussi, cette vidéo permet de se faire une idée de l’importance de cette particule.
Etienne KLEIN est un physicien travaillant au Commissariat à l’Énergie Atomique, très impliqué dans la pédagogie de la science. Vous pouvez d’ailleurs l’écouter régulièrement dans l’émission Science publique sur France Culture (je vous conseille l’abonnement au podcast).
Le boson de Higgs a donc été prévu en 1964. Le raisonnement produit fait partie des idées qui changent le monde.
Les particules n’auraient pas de masse. Leur masse serait nulle et ne serait pas une propriété des objets.
Les particules auraient une masse du fait de leur interaction avec le vide (le champ de Higgs pour être plus précis) … et c’est cela qui constitue la propriété des particules .
En tant que scientifique, il est toujours intéressant et utile de connaître / considérer ces idées-forces qui ont révolutionné la façon dont nous comprenons le monde.
On peut parle d’idée disruptive.
Ainsi, Galilée (vrai nom = Galileo Galilei ; 1564 – 1642) change le point de vue des Hommes lorsqu’il décrit la rotation de la Terre autour du Soleil. Cela force alors à voir un coucher de Soleil (par exemple) de façon totalement nouvelle.
Alors que la chute des corps est vue comme différente selon le corps considéré, Isaac Newton (1643 – 1727) énonce que les corps tombent tous à la même vitesse vers le centre de la Terre, attirés par la même force gravitationnelle.
Or, nous avons déjà vu 2 corps de masse relativement similaire tomber à des vitesses différentes … du fait de l’existence de la force de frottement dans l’atmosphère.
Cela nous force à voir la chute de ces 2 corps différemment ; il nous faut considérer de nouvelles explications pour comprendre pourquoi le modèle newtonien ne s’applique pas devant nos yeux.
Quand Charles Darwin (1809 – 1882) observe les pinsons des différentes îles des Galapagos, il est frappé par la diversité des variations de forme et de taille de leurs becs. Darwin relie ces diversités aux régimes alimentaires différents, générés par les conditions de vie différentes régnant dans chaque île.
Il propose alors un changement de point de vue total sur les êtres vivants et leur descendance au cours du temps.
Il ne se pose plus la question « pourquoi les êtres vivants sont-ils différents ? » mais « pourquoi malgré le potentiel de variation, les êtres vivants se ressemblent-ils encore ? ».
Cela force alors à voir les espèces et les caractères partagés de façon totalement différente.
Ainsi, la découverte du boson de Higgs nous force maintenant à séparer masse et matière.
Pour les physiciens du CERN, cela fait longtemps qu’ils ont franchi ce saut intellectuel. Pour nous, cela a eu lieu le 4 juillet 2012.
Si vous voulez voir une explication similaire en anglais (sous-titré), c’est une visite de PhD comics (un des liens BDs en bas de page) qu’il vous faut ! La magie commence à 38 secondes et Higgs apparaît à 4’14”. Vous aurez aussi un cours accéléré (mais génial) sur la structure de la matière.
Et la fin correspond à ce que pense tout scientifique lors de son projet (de recherche ou de TIPE !) : what’s in the data ?
Et si vous n’êtes pas rassasié ou voulez lire cela plus tard, les articles du journaliste scientifique de Libération, Sylvestre HUET sont disponibles.