Chère Marie-Claire,
Pour comprendre
l'histoire du boson, il faut d'abord réaliser que tout le fonctionnement de
l'Univers repose sur un ensemble de particules élémentaires et de forces qui
les font interagir entre elles ou se désintégrer. Les particules élémentaires
sont les briques de base nécessaires à la construction de la matière qui nous
entoure. Par exemple, pour le physicien des particules le contenu de ton Mojito
est un assemblage complexe d'électrons, de protons et de neutrons qui se
regroupent pour former des noyaux, des atomes, des molécules et donc des
Mojitos. Les protons et les neutrons sont eux-mêmes des assemblages de quarks
maintenus ensembles par d'autres particules nommées gluons.
Tout ces assemblages
sont décrits par une théorie qui marche super bien. Ça marche même tellement
bien que depuis des années les physiciens n'ont pas de grosses surprises, tout
est conforme à ce "modèle standard" de la physique des particules .
Le seul problème -
et il est de taille - est que cette théorie dans sa version la plus simple
n'explique pas pourquoi les particules sont massives. Tout pourrait (devrait)
fonctionner avec des particules sans masse.
En 1964, trois
physiciens : Robert Brout, François Englert et Peter Higgs ont proposé un
mécanisme permettant d'expliquer comment les particules élémentaires acquièrent
une masse. L'idée est assez révolutionnaire puisqu'elle repose sur le fait que
la masse n'est pas une caractéristique intrinsèque des particules mais qu'elle
est le résultat d'une interaction des particules sans masse avec le vide. Le
vide n'est donc pas si vide que cela, il est en fait rempli de ce que l'on
appelle un "champ", constitué d'une infinité de particules nommés
bosons de Higgs. C'est en interagissant avec le champ de Higgs que les
particules élémentaires acquièrent une
masse.
On peut se
représenter la chose en imaginant une piscine remplie d'eau. Les molécules
d'eau représentent le champ de Higgs. Si un
objet traverse la piscine, il va ressentir une certaine viscosité et
ralentir, comme s'il devenait subitement plus lourd. Un objet de forme
aérodynamique sentira faiblement l'effet de l'eau, par contre un autre objet
aux formes anguleuses sera fortement ralenti. Pour les particules c'est pareil
; certaines interagissent beaucoup avec le champ de Higgs , elles ont donc une
grande masse; d'autres interagissent très peu et sont donc légères. Note bien toutefois, que les physiciens ne comprennent pas pourquoi certaines particules interagissent plus que d'autres avec le champ de Higgs...
Dans certaines
circonstance, il est possible d'exciter le champ de Higgs et de faire se
matérialiser un boson de Higgs, un peu comme si en provoquant une vague dans la
piscine, on arrivait à faire quelques éclaboussures. Le fait de voir les
éclaboussures prouverait à coup sûr que la piscine est bien remplie d'eau.
Les expériences
ATLAS et CMS au CERN près de Genève, viennent probablement de réussir à mettre évidence ces éclaboussures, elles ont détectées la
signature caractéristiques de ce qu'on pense être des bosons de Higgs. Ce qui,
si c'est confirmé, valide la théorie de Brout, Englert et Higgs et démontre la validité du mécanisme qu'ils ont proposé et qui confère la masse aux particules élémentaires.
Tu ne verras plus
jamais ton Mojito de la même manière !
Bises,
Dominique