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Une nouvelle piste au-delà du modèle standard de la physique ?
Dix ans après avoir confirmé l’existence du boson de Higgs, cette particule associée au champ de Higgs et qui confère leur masse aux autres particules, de nouvelles révélations bouleversent le monde de la physique. Les collaborations Atlas et CMS du CERN, en Suisse, ont mis en évidence une désintégration du boson de Higgs jamais observée auparavant. Cette découverte pourrait ouvrir la voie à une nouvelle compréhension de la physique au-delà du modèle standard.
Un boson instable difficile à observer
La détection du boson de Higgs est une tâche complexe en raison de sa nature très instable et de sa désintégration rapide. Pour l’observer, les scientifiques doivent le recréer dans de puissants accélérateurs de particules, tels que le LHC (Grand collisionneur de hadrons) du CERN, et capturer ses désintégrations. C’est grâce à cette méthode que son existence a été démontrée. Cette nouvelle désintégration en un boson Z et un photon (notée H -> Zy) se révèle être extrêmement rare, avec seulement 0,16 % des bosons de Higgs se désintégrant de cette manière, selon les révélations de Yves Sirois, physicien au laboratoire Leprince-Ringuet et membre de la collaboration CMS.
Un défi supplémentaire : la détection du boson Z
L’un des produits résultants de la désintégration du boson de Higgs est le boson Z. Cependant, ce boson Z n’est pas directement détectable. Il se désintègre à son tour en une paire d’électrons ou une paire de muons, et la probabilité de cette désintégration n’est que de 3 %. Seulement 20 à 30 % de ces désintégrations secondaires sont détectées. Cela signifie qu’une centaine de désintégrations H -> Zy sont détectables sur plusieurs dizaines de milliers de collisions dans le LHC, comme le mentionne Yves Sirois.
La patience, une vertu scientifique
Pour parvenir à des résultats statistiquement fiables, de nombreuses désintégrations doivent être enregistrées, ce qui explique le temps pris avant d’annoncer cette nouvelle découverte. Aujourd’hui, le phénomène est prouvé avec un taux d’erreur inférieur à 0,04 %. On parle de « mise en évidence », et la détection ne sera reconnue que lorsque le taux d’erreur sera inférieur à 1 sur 1 million, souligne Rosy Nikolaidou, physicienne au CEA-Irfu et membre de la collaboration Atlas.
Une probabilité exceptionnellement faible
Au détecteur CMS du CERN, les physiciens ont observé une désintégration du boson de Higgs qui ne se produit qu’une fois toutes les 600 désintégrations. Bien que rare, cette réussite revêt une importance capitale. La détection de la désintégration H -> Zy pourrait indiquer l’existence d’une physique au-delà du modèle standard des particules.
À la recherche de nouvelles pistes
Le modèle standard de la physique a été un pilier fondamental pour expliquer les interactions des particules subatomiques. Cependant, il ne prédit pas l’existence de la matière noire, qui compose 85 % de la matière de l’Univers. Les scientifiques s’efforcent donc de trouver des signes d’une nouvelle physique qui pourraient être révélés par des désintégrations inhabituelles telles que H -> Zy. Selon Rosy Nikolaidou, si le boson de Higgs produit des particules virtuelles inconnues pendant son processus de désintégration, cela pourrait remettre en question les prédictions du modèle standard et ouvrir de nouvelles perspectives pour la compréhension de l’Univers.
Vers une révolution scientifique ?
Les implications de cette découverte sont encore à explorer, mais elle pourrait marquer le début d’une révolution scientifique majeure. Si les chercheurs parviennent à déterminer que des particules inconnues sont créées lors de la désintégration du boson de Higgs, cela pourrait remettre en question nos connaissances actuelles en physique des particules et nous conduire vers de nouvelles théories.
La recherche dans le domaine de la physique des particules reste toujours passionnante, et chaque découverte, aussi infime soit-elle, pourrait ouvrir des portes vers une meilleure compréhension de l’Univers et de ses mystères cachés.
