Physique des particules: nouveaux résultats sur le boson de Higgs

Physique des particules: nouveaux résultats sur le boson de Higgs
Les physiciens des expériences CDF et DZero du Fermilab (Etats-Unis), dont un groupe du Service de physique des particules du CEA et du CNRS/IN2P3, ont fait un nouveau pas vers la mise en évidence du boson de Higgs. Cette particule est le chaînon manquant tant recherché du "modèle standard" (1), cadre théorique de la physique des particules.

Les physiciens des expériences CDF et Dzero, expériences conduites sur le Tevatron, collisionneur de protons du Fermilab, viennent d'annoncer que l'analyse combinée de leurs données exclut que la masse du boson de Higgs se situe autour de 170 GeV/c2 (2), soit environ 170 fois la masse du proton.

Ce résultat est particulièrement intéressant car, pour la première fois, il rétrécit le domaine où peut se trouver le boson de Higgs. En effet, les limites indirectes indiquées à ce jour tendent à situer le boson de Higgs entre 115 et 190 GeV/c2 .

Par ailleurs, ce résultat constitue le premier résultat de recherche direct sur cette particule et permet d'aller au-delà des résultats obtenus par le LEP, le grand collisionneur électron-positon du Cern (3).

Les analyses des expériences Dzero et CDF ont été présentées à la "Conférence internationale des hautes énergies" de Philadelphie au cours du mois d'août.


Le Tevatron et le LHC dans leur quête du boson de Higgs

Actuellement, le Tevatron est le plus puissant collisionneur de protons au monde et le seul instrument en service permettant de traquer le Higgs. Dzero et CDF sont les deux expériences du Tevatron auxquelles participe le Service de physique de particules (SPP) du CEA. Cette participation se fait tant au niveau scientifique, que technique, le SPP ayant contribué à la réalisation de plusieurs instruments de l'expérience Dzero.

Enfin, à compter de l'automne, les physiciens du SPP participeront aussi à d'autres expériences visant à détecter le boson de Higgs avec la mise en service du LHC, le Large Hadron Collider. Ce collisionneur installé au Cern à Genève, dont la puissance dépassera le Tevatron, permettra de déployer de nouveaux moyens expérimentaux pour peut-être enfin observer la clé de voute du "modèle standard" que représente le Higgs.

Les recherches du boson de Higgs au LHC et au Tevatron pourront se compléter si le boson de Higgs se trouve à basse masse, car les canaux d'observation sont différents dans les deux machines.


Notes:

(1) Le "modèle standard", qui rassemble toutes les connaissances théoriques, expérimentalement confirmées, sur les constituants élémentaires de la matière et sur leurs interactions, est élaboré dans les années 70. Ce "modèle" prédit l'existence du boson de Higgs qui interagit avec d'autres particules pour leur conférer une masse. Le mécanisme qui donne la masse aux particules est encore inconnu et la découverte du boson de Higgs serait un pas en avant fondamental pour élucider ce mystère.

(2) Exclusion avec une haute probabilité de 95%

(3) Le Large Electron Positron collider (LEP), en service de 1989 à 2000, a été longtemps le plus grand accélérateur circulaire au Monde. Il a permis d'obtenir les premières confirmations expérimentales du modèle standard.

Source: CEA