14 mars 2013
Une particule qui ressemble de plus en plus au boson de Higgs

Après avoir analysé deux fois et demie plus de données que ce qui était disponible au moment de l’annonce de la découverte, en juillet, les chercheurs arrivent à la conclusion que la nouvelle particule ressemble de plus en plus à un boson de Higgs, cette particule liée au mécanisme qui donne une masse aux particules élémentaires. La question reste toutefois ouverte de savoir s’il s’agit bien du boson de Higgs du Modèle standard de la physique des particules, ou plutôt du plus léger d’un ensemble de bosons prédits dans certaines théories au-delà du Modèle standard. Répondre à cette question prendra du temps.

Que cette particule puisse être considérée comme un boson de Higgs dépend de la façon dont elle interagit avec d’autres particules, et aussi de ses propriétés quantiques. Ainsi, le boson de Higgs est supposé avoir un "spin nul", et, dans le Modèle standard, sa "parité", c’est-à-dire la façon dont se comporte son image miroir, doit être positive. CMS et Atlas ont comparé plusieurs hypothèses concernant les possibles combinaisons spin-parité de cette particule, et tous les éléments disponibles vont dans le sens d’un spin nul et d’une parité positive. Si l’on ajoute à cela les interactions mesurées entre cette nouvelle particule et d’autres particules, on a une forte indication qu’il s’agit d’un boson de Higgs.

En revanche, les physiciens sont encore loin de savoir de quelle sorte de boson de Higgs il s’agit. Pour déterminer s’il s’agit du boson de Higgs du Modèle standard, les collaborations doivent, par exemple, mesurer précisément les taux de désintégration en d’autres particules et comparer les résultats obtenus aux prédictions. La détection du boson récemment découvert est un événement extrêmement rare – il faut disposer d’environ mille milliards de collisions proton-proton pour chaque événement observé. Pour caractériser tous les modes de désintégration, il faudra disposer d’un nombre beaucoup plus grand de données du LHC, ce qui ne pourra être obtenu qu’après le redémarrage de l’accélérateur en 2015.