Page 11 - 10ansPaca

PHYSIQUE 11
à LA POURSUITE
DES partiCules CACHéES
vidéo
Le Centre de physique des particules de Marseille a joué un rôle majeur dans la découverte, primordiale, du boson de Higgs. Cette particule, véritable graal de la physique, complète en effet le modèle standard
de la physique. en attendant d’autres révélations.
Le 4 juillet 2012, l’annonce publiée par le CERN (Organisation Européenne pour
la Recherche Nucléaire basée à Genève) fait l’effet d’une bombe: « Les expériences Atlas et CMS du LHC ont observé une particule dont les caractéristiques sont compatibles avec celles du boson de Higgs ». Ces quelques lignes couronnent des décennies de calculs,
de recherches et d’expérimentations. En 1964, les physiciens théoriciens Brout, Englert
et Higgs proposent en effet l’existence d’une particule associée à un champ invisible mais omniprésent, dit de Higgs. Cette théorie résout alors une faille du modèle standart de
la physique, en attribuant une masse à plusieurs particules élémentaires, dont les bosons W et Z, qui en étaient dépourvues selon le modèle en vigueur. Mais il restait à véri er cette hypothèse théorique par des mesures expérimentales, en particulier en détectant
le fameux boson de Higgs, devenu la pierre angulaire de la physique.
Pour cela, les physiciens européens ont conçu une machine extraordinaire baptisée LHC, pour Grand collisionneur de hadrons. Il est situé dans un anneau de 27 kilomètres,
à 100 mètres sous terre à la frontière franco-suisse, près de Genève. Il s’agit du plus puissant accélérateur de particules au monde. Des centaines de milliards de protons de très haute énergie y circulent quasiment à la vitesse de la lumière, dans deux faisceaux tournants à contre-sens. Leurs collisions, jusqu’à 600 millions par seconde, génèrent des myriades
de particules. Parmi elles, les physiciens en ont identi é certaines, à partir du début des années 2010, compatibles avec le boson de Higgs, avec une masse située aux environs de 125 GeV (gigaélectronvolt, unité de mesure de l’énergie et la masse d’une particule).
Or, on savait par des recherches précédentes que le boson de Higgs devait se situer au delà de la région en masse des 114 GeV, et des arguments théoriques prédisaient qu’il se situe sous les 1000 GeV. Après l’annonce de 2012, l’analyse des résultats issus du LHC a con rmé que la particule détectée était bien un boson de Higgs. Récompense de ces travaux :
en 2013, le prix Nobel de physique a été décerné à François Englert et Peter W. Higgs,
pour leur découverte théorique du mécanisme, con rmé expérimentalement par le LHC.
Situé au pied des calanques sur le campus de Luminy, le Centre de physique des particules de Marseille (CPPM) a joué un rôle majeur dans cette
Installation dans Atlas au CERN du détecteur de photons et électrons conçu au CPPM de Marseille
avancée scienti que. Il est en particulier impliqué dans la mise au point d’Atlas (A Toroidal LHC ApparatuS), depuis son point de départ en 1992, un des deux détecteurs ou « expériences » du LHC ayant permis, avec son alter-ego CMS (Compact Muon Solenoid), de percer le secret du boson de Higgs. Laurent Vacavant, qui dirige les 45 chercheurs