Six ans après sa découverte, le boson de Higgs a été pris en flagrant délit de désintégration en d’autres particules fondamentales, les quarks b par les équipes du CERN, confirmant une théorie scientifique datant des années 1960.
Le boson de Higgs, la particule qui explique la masse de toutes les autres, vient de nous livrer un nouveau secret. Pour la première fois depuis sa découverte en 2012, les chercheurs du CERN ont annoncé ce mardi 28 août avoir observé sa désintégration dans le Grand collisionneur de hadrons (LHC) basé à Genève – un tunnel en forme d’anneau de 27 kilomètres, dans lequel s’entrechoquent des faisceaux de protons. Cela fait plusieurs années que les chercheurs tentent d’observer ce canal de désintégration.
Le Boson de Higgs se désintègre en effet, comme prévu statistiquement par les théoriciens dans 60% des cas, en quark bottom – dit quark b. Dans une étude publiée dans le magazine Science News, les équipes du CERN ont ait part de leur découverte, qui confirme que le boson de Higgs est bien la clef de voûte du Modèle standard de la physique des particules. Ce dernier est une particule très instable qui se désintègre rapidement en diverses particules, notamment en quarks b, particulièrement difficile à repérer comme il existe de nombreux autres modes pour sa production.
« Il est donc compliqué d’isoler le signal de désintégration du boson de Higgs du bruit de fond constitué par les autres types de désintégration », souligne le CERN. « Trouver un événement ressemblant à deux quarks bottom provenant d’un boson de Higgs n’est pas suffisant » note Chris Palmer, physicien à l’université de Princeton. « Nous devons étudier des centaines de milliers de processus de désintégration avant de mettre en lumière le bon, celui-ci étant noyé parmi des événements similaires ». C’est désormais chose faite, ce qui confire une théorie majeure de la physique appelée le « modèle standard ».
« Le modèle standard de la physique des particules est un modèle théorique qui permet d’expliquer de quoi la matière est faite et comment tout cela tient ensemble », explique Pauline Gagnon, chercheuse retraitée du CERN, auteure de Qu’est-ce que le boson de Higgs mange en hiver ? (éd. Multimondes). Développé dans les années 1960, il repose sur deux principes de base, notamment que « toute la matière est faite de particules dites fondamentales – c’est-à-dire des particules qui ne peuvent se briser en plus petit -, commence-t-elle. Il s’agit pour l’essentiel des quarkz et des électrons. ».
« Mais c’est aussi une déception » pour les équipes du CERN car « le Modèle standard n’a encore jamais été pris en défaut » explique l’étude. « Or l’on sait qu’il est incomplet car il n’explique pas certaines choses, notamment la matière noire, qui représente 27% de l’Univers ». Il reste désormais à trouver une nouvelle théorie plus complète qui permette de combler les lacunes de ce modèle.