[Chaîne scientifique Qī Tán]Six grands impacts de la découverte du boson de Higgs : l'univers pourrait être détruit dans des milliards d'années

Heure de Pékin, 22 mars — Selon des médias étrangers, des physiciens ont annoncé jeudi dernier (14 mars) avoir découvert des preuves solides de la fameuse « particule de Dieu », le boson de Higgs. Les scientifiques recherchent depuis longtemps des traces de cette mystérieuse particule, et si son existence est finalement confirmée, elle aura un impact majeur. Il s'agit d'une carte simulée du chemin des particules obtenue par le détecteur ATLAS du Grand collisionneur de hadrons du Centre nucléaire européen. Le boson de Higgs est produit lorsque deux protons entrent en collision à un niveau d'énergie extrêmement élevé de 14 TeV, après quoi ils se désagissent rapidement en quatre électrons μ — un électron massif qui ne peut être absorbé par la sonde. Le Modèle Standard est la théorie fondamentale de la physique des particules, pourtant toutes les particules prédites ont été trouvées avec succès, à l'exception du boson de Higgs, qui est resté silencieux. En utilisant l'installation du Grand collisionneur de hadrons (LHC) à la frontière entre la France et la Suisse, des scientifiques ont fait entrer en collision des protons à la vitesse de la lumière sur une orbite de 27 kilomètres pour mener des expériences connexes. Les physiciens ont déclaré qu'une fois confirmé, le boson de Higgs aurait au moins six impacts majeurs : 1. Dévoiler le mystère de l'origine de la masse : comment la masse d'un objet apparaît-elle ? Cette question intrigue depuis longtemps la communauté de la physique, et le boson de Higgs est considéré comme lié à l'origine de la masse dans tous les objets de l'univers. Le boson de Higgs est lié à un type de champ appelé champ de Higgs, qui est théoriquement considéré comme imprègne tout l'univers. Lorsque d'autres particules de l'univers se déplacent dans ce champ, elles acquièrent la propriété de masse. C'est comme si tout le monde nageait dans une piscine et se faisait tremper, où être mouillé revient à un objet qui gagne de la masse. João Guimarães da Costa, physicien à l'université Harvard, a déclaré : « Le mécanisme du boson de Higgs nous permet de comprendre les voies et les façons dont les particules acquièrent de la masse. » Costa était le responsable du Modèle Standard pour le dispositif détecteur ATLAS sur le Grand collisionneur de hadrons (LHC) lorsque l'Organisation européenne pour l'organisation nucléaire a annoncé l'an dernier la découverte suspectée du boson de Higgs. Il a déclaré : « Sans ce mécanisme, tous les objets perdraient de la masse. » Confirmer que la particule découverte cette fois est bien le boson de Higgs prouvera que la manière dont nous imaginons les particules acquérant des propriétés de masse est correcte.La professeure de physique au California Institute of Technology, Maria Spiropulu, a déclaré : « Cette découverte soutient notre vision de l'origine de la masse au niveau quantique, ce qui était précisément l'objectif initial de la construction du Large Hadron Collider. C'est un accomplissement sans précédent. » Par la suite, cela offrira également des indices pour résoudre une question plus profonde : pourquoi ces particules possèdent-elles cette valeur de masse ? Comment cette valeur est-elle déterminée ? À ce sujet, la physicienne de l'Université de Harvard, Lisa Randall, a déclaré : « C'est un problème beaucoup plus vaste. Confirmer qu'il s'agit effectivement du boson de Higgs n'est que la première étape de tout le processus, ensuite nous pourrons aller plus loin, les deux étant interconnectés. »\ 2. Perfectionner le modèle standard\ Le modèle standard est la pierre angulaire de la physique des particules contemporaine, il décrit toutes les particules de l'univers. Toutes les particules prédites par le modèle standard ont déjà été trouvées, à l'exception du boson de Higgs. Lors de l'annonce des résultats préliminaires l'année dernière, Jonas Strandberg, scientifique de l'équipement ATLAS du CERN, a déclaré : « C'est un maillon manquant dans le modèle standard, donc si cette découverte est confirmée, elle prouvera finalement que notre compréhension actuelle est correcte. »\ Jusqu'à présent, le boson de Higgs présumé découvert par les scientifiques semble correspondre aux propriétés prédites par le modèle standard. Mais néanmoins, le modèle standard lui-même n'est pas complet : par exemple, il n'inclut pas la gravité et ne prend pas en compte la matière noire, qui représenterait environ 98 % de la masse totale de l'univers.\ La physicienne du centre CMS du Fermilab aux États-Unis, Patty McBride, a déclaré jeudi dernier : « Même si les preuves montrent clairement que la particule que nous avons découverte est bien le boson de Higgs prédit par le modèle standard, notre compréhension de l'univers reste floue. » Il a ajouté : « Nous ne comprenons toujours pas pourquoi la gravité est si faible, et nous devons encore faire face à l'existence massive de la matière noire. Cependant, pour cette théorie classique qui existe depuis 48 ans, faire le premier pas vers sa perfection est déjà quelque chose de réjouissant. »\ 3. Interactions électrofaibles\ La confirmation du boson de Higgs aura également un impact important sur la construction des interactions électrofaibles.Cet effet constitue une description unifiée de l'interaction électromagnétique et de l'interaction faible, lesquelles sont toutes deux l'un des types fondamentaux de forces dans la nature. L'interaction électromagnétique décrit l'interaction entre les particules chargées, tandis que l'interaction faible décrit le processus de désintégration radioactive.\ Toutes les forces dans la nature sont liées à un certain type de particule. Par exemple, la particule associée à la force électromagnétique est le photon, une particule spéciale de masse nulle. L'interaction faible, quant à elle, est liée aux bosons appelés W et Z, ces deux particules ayant une masse très élevée. La source de la masse de toutes ces particules est considérée comme étant l'effet du boson de Higgs.\ Slansberg du CERN a déclaré : « Si l'on introduit le concept de champ de Higgs, alors les bosons W et Z se mêleraient à ce champ et, dans ce processus, ils recevraient une masse. » Il a ajouté : « Cela explique pourquoi les bosons W et Z ont une masse et unifie les deux forces fondamentales que sont l'interaction électromagnétique et l'interaction faible, constituant ainsi l'interaction électrofaible. »\ 4. Théorie de la supersymétrie \ La théorie de la supersymétrie sera également influencée par la découverte de la particule de Higgs. Cette théorie postule que chaque particule connue possède une particule « superpartenaire » dotée de propriétés légèrement différentes. La théorie de la supersymétrie est très attrayante car elle peut unifier les autres forces fondamentales de la nature et pourrait même révéler la composition de la matière noire. Cependant, jusqu'à présent, les perspectives de cette théorie sont sombres : les scientifiques ont seulement trouvé une particule dont les propriétés sont extrêmement semblables à celles de la particule de Higgs prédite par le modèle standard, mais aucune preuve concernant les particules supersymétriques n'a été découverte.\ 5. Grand collisionneur de hadrons \ Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) est le plus grand accélérateur de particules au monde. Cet équipement, dont le coût est d'environ 10 milliards de dollars, appartient au Centre européen pour la recherche nucléaire (CERN) et a pour objectif de créer la structure d'accélération de particules la plus puissante sur Terre. L'une de ses priorités est la recherche du boson de Higgs. Les résultats récemment annoncés fournissent une preuve solide des résultats antérieurs du LHC et sont la meilleure confirmation des riches réalisations des physiciens qui ont travaillé sans relâche ici pour atteindre cet objectif.Spiropulu a déclaré dans une déclaration l'année dernière : « Cette découverte soutient notre vision de l'origine de la masse au niveau quantique, ce qui était précisément l'objectif de la construction du Grand collisionneur de hadrons. C'est un accomplissement exceptionnel. » Il a dit : « Les scientifiques ont attendu toute une génération pour ce moment. Les physiciens des particules, les ingénieurs et les techniciens des universités et instituts de recherche du monde entier ont consacré des décennies de travail acharné pour atteindre cet accomplissement d'aujourd'hui. Il est maintenant temps de faire une pause, de revenir en arrière pour examiner la signification de cette découverte, puis de poursuivre la collecte et l'analyse massive de données. » Le boson de Higgs a été proposé pour la première fois en 1964 par le physicien britannique Peter Higgs et ses collègues. La seconde partie de ce nom rend hommage au brillant physicien et mathématicien indien décédé Bose, qui, avec Einstein, a donné la définition du boson. Les bosons sont une catégorie de particules fondamentales, comprenant principalement les gluons et les gravitons. Ils sont responsables de la transmission des interactions entre les fermions, tels que les quarks, les électrons et les neutrinos. Les fermions constituent une autre catégorie de particules fondamentales dans l'univers. 6. Le destin de l'univers La confirmation du boson de Higgs ouvrira une porte aux scientifiques, leur permettant de réaliser des calculs auparavant impossibles. Certains de ces calculs concernent le destin de l'univers. Une théorie suggère que l'univers pourrait être détruit dans plusieurs milliards d'années. Lors de ces calculs, la masse du boson de Higgs est un paramètre très crucial, car elle prédit le futur destin de l'espace-temps. Les mesures actuelles montrent que la masse du boson de Higgs est environ 126 fois celle du proton, ce qui place cette valeur de masse à un point critique, pouvant potentiellement conduire l'univers à sa destruction dans plusieurs milliards d'années. Joseph Lykken, physicien au Fermi National Accelerator Laboratory aux États-Unis, a déclaré : « Les résultats des calculs nous indiquent que dans plusieurs milliards d'années, l'univers pourrait faire face à une catastrophe. » Il a ajouté : « Cela pourrait signifier que l'univers dans lequel nous vivons possède une instabilité intrinsèque, et que dans plusieurs milliards d'années, tout pourrait s'effondrer.