Des chercheurs ont pu observer la désintégration d’un boson de Higgs

Faut-il voir là une preuve indirecte de l’existence de particules au-delà de celles prédites par le modèle standard ?

Le boson de Higgs est une particule subatomique dont l’existence fut prédite il y a plusieurs décennies. C’est en 2012 seulement, au grand collisionneur de hadrons (LHC), qu’elle fut découverte expérimentalement, une étape très importante dans la confirmation du modèle standard, lequel décrit les particules et leurs interactions fondamentales. Aujourd’hui, des scientifiques ont fait une autre avancée très importante : ils ont pu observer l’un de ces bosons de Higgs se désintégrer.

Des chercheurs ont pu observer la désintégration d’un boson de Higgs

Le boson de Higgs est présent dans tout l’univers, dans le vaste champ de Higgs, il supporte une énergie constante. Lorsqu’une particule interagit avec, cette dernière interagit avec les particules virtuelles du boson de Higgs qui apparaissent et disparaissent constamment. Cela vient créer une résistance. C’est cette dernière qui confère une masse à chaque particule. Mais toutes les particules n’interagissent pas de la même manière avec ce champ. Certaines le font fortement, elles ont donc une masse importante, d’autres bien plus faiblement, elles sont plus légères. Dans la réalité, tout est plus complexe, bien sûr, mais il faut retenir que le champ de Higgs confère leur masse aux particules.

Depuis sa découverte, nombreux sont les chercheurs à tenter d’en savoir plus à son sujet. Il y a quelques années, une équipe était parvenue à mesurer sa durée de vie. Plus récemment, des physiciens ont travaillé sur la production du boson de Higgs et sa désintégration. D’après le modèle standard, si le boson de Higgs a une masse d’environ 125 milliards d’électronvolts, 0,15 % des bosons de Higgs se désintègreront en un boson Z, un porteur électriquement neutre de la force faible, et un photon, porteur, lui, de la force électromagnétique. D’autres théories, par contre, prédisent un taux de décroissance différent. Pouvoir mesurer le taux de désintégration permettrait de répondre à de nombreuses questions.

Faut-il voir là une preuve indirecte de l’existence de particules au-delà de celles prédites par le modèle standard ?

Grâce aux détecteurs de particules ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) et CMS (Compact Muon Solenoid), des chercheurs ont pu étudier la production du boson de Higgs et les collisions associées à leurs désintégrations. Il s’avère que le processus est similaire à une désintégration en deux photons. Le boson de Higgs ne se désintègre cependant pas directement en paires, il passe par une « boucle » intermédiaire de particules « virtuelles », qui apparaissent et disparaissent et ne peuvent être détectées directement. Ces particules virtuelles pourraient être la preuve de l’existence de particules encore inconnues qui interagissent aussi avec le boson de Higgs. À suivre !