Dominique Meeùs
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À propos de la découverte de la particule de Higgs (HT)

Dominique Meeùs, Jean Pestieau, 30-7-2012

Toute vie sociale est essentiellement pratique. Tous les mystères qui détournent la théorie vers le mysticisme trouvent leur solution rationnelle dans la pratique humaine et dans la compréhension de cette pratique1.
 

 

Le 4 juillet 2012, l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) à Genève fait une annonce qui fera date dans l’histoire : « Les expériences du CERN observent une particule dont les caractéristiques sont compatibles avec celles du boson de Higgs tant attendu2. »

En 1964, Robert Brout et François Englert de l’Université libre de Bruxelles ont proposé un mécanisme plus tard appelé « mécanisme de Higgs » pour expliquer la masse des particules élémentaires qui ont une masse3. Ce mécanisme a été proposé simultanément par Peter Higgs de l’université d’Édimbourg et c’est le nom de ce dernier qui a été retenu pour le nommer, ainsi que la particule associée à ce mécanisme, le boson de Higgs.

Il faut savoir que ce qui est appelé « modèle standard » constitue la théorie la plus précise et la plus complète jamais construite pour comprendre les interactions fondamentales de la nature4. Le mécanisme de Higgs, qui forme une partie essentielle du modèle standard, montre comment des interactions à très courte distance entre particules élémentaires, comme la force nucléaire faible d’interaction, responsable de plusieurs désintégrations radioactives, d’une part, et des interactions à longue distance, comme l’interaction électromagnétique, de portée infinie, d’autre part, peuvent avoir une origine commune.

Sur base de ces idées, les physiciens théoriciens Sheldon Glashow, Abdus Salam et Steven Weinberg construisirent en 1973 une théorie unifiant les interactions électromagnétique et faible, qui leur valut le prix Nobel en 1979. La découverte au CERN en 1983 des bosons massifs W et Z prédits par cette théorie valut l’année suivante le prix Nobel aux expérimentateurs Carlo Rubbia et Simon van der Meer.

Dans l’article du professeur Matt Strassler, « Pourquoi la particule de Higgs est importante ? », les idées à la base du mécanisme de Higgs sont développées plus complètement. Ici seront exposés quelques points du contexte qui entoure la découverte du 4 juillet 2012.

Nous ne connaissons aujourd’hui que les tout premiers aspects de cette nouvelle interaction de masse, manifestée par la particule de Higgs. Le communiqué du 4 juillet du CERN se termine d’ailleurs par : « Identifier formellement les caractéristiques de la nouvelle particule prendra beaucoup de temps et exigera un grand nombre de données. Mais, quelles que soient les propriétés du boson de Higgs, nous sommes sur le point de faire un grand pas en avant dans notre compréhension de la structure fondamentale de la matière. »

Dominique Meeùs (), docteur en sciences (mathématiques), est attaché à l’Institut d’études marxistes.

Jean Pestieau (jean.pestieau[chez]gmail[point]com) est professeur émérite de physique de l’Université catholique de Louvain.

Pour suivre :

Tableau des particules élémentaires

Le passage de la théorie à l’expérience (la pratique) — Le CERN

Recherche fondamentale et impérialisme

Matt Strassler, « Pourquoi la particule de Higgs est importante ? »

Notes

(1) K. Marx, 8e thèse sur Feuerbach, 1845.

(2) CERN, communiqué.

(3) L’inertie d’un corps est sa résistance à une variation de vitesse (accélération). L’inertie est fonction de la masse du corps : plus celle-ci est grande, plus la force requise pour modifier son mouvement sera importante. Le terme masse désigne deux grandeurs attachées à un corps : l’une mesure l’inertie du corps (la masse inerte) et l’autre la contribution du corps à la force de la gravitation (la masse pesante), par exemple celle de la Terre. L’égalité de ces deux grandeurs est vérifiée expérimentalement. On les identifie alors. La masse intervient dans l’équation la plus célèbre de la physique classique (Newton ) : force = masse × accélération. Dans ce cadre, la masse est une propriété intrinsèque d’un corps, indépendante de l’environnement extérieur. Par contre, dans la conception introduite en 1964 et confirmée par la découverte du 4 juillet 2012, la masse d’une particule élémentaire est le fruit de l’interaction de ce corps avec le champ de l’interaction de masse, le champ de Brout-Englert-Higgs.

Un champ est une réalité physique qui occupe tout l’espace et qui a à chaque instant et en chaque point une valeur. Voici quelques exemples : la température, la pression, la densité qui sont définies en chaque point de l’espace et du temps. Voir aussi J.-P. Kerckhofs et Jean Pestieau, « Les fondements de la matière et de la lumière », Études marxistes 97 (2012), p. 84 à 88, 93 et 94.

(4) Jusqu’au 4 juillet 2012, quatre sortes d’interactions fondamentales (de forces) étaient mises en évidence dans la nature : l’interaction gravitationnelle (de longue portée), l’interaction électromagnétique (de longue portée), l’interaction nucléaire faible (de courte portée) et l’interaction nucléaire forte. Depuis le 4 juillet, une nouvelle interaction s’est manifestée, l’interaction de masse au travers du mécanisme de Higgs. Le modèle standard concerne toutes ces forces d’interaction à l’exception de la gravitation. Voir tableau des particules élémentaires.

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