Le boson de Higgs est une hypothétique particule élémentaire dont la charge électrique et le spin ont une valeur nulle. Sa détection est la priorité affichée du LHC, le nouvel accélérateur de particules du CERN, près de Genève. L’existence du boson a été proposée en 1964 par les théoriciens Peter Higgs, Robert Brout et François Englert pour expliquer les propriétés de la force nucléaire faible et unifier celle-ci avec la force électromagnétique. Par la suite, les physiciens ont constaté que cette particule expliquerait l’origine de la masse de toutes les autres particules élémentaires. Plus celles-ci interagiraient avec le boson de Higgs, et plus elles seraient lourdes. Ce boson possède lui-même une masse, qui reste indéterminée. Les analyses expérimentales et théoriques indiquent toutefois qu’elle se situerait, soit entre 114 et 160 giga-électrons-volts, soit entre 170 et 185 giga-électrons-volts.
Un entretien avec François Englert* pour
LA RECHERCHE L'existence de cette mystérieuse particule a été pressentie par trois physiciens il y a plus de quarante ans. Cet été, un nouvel accélérateur de particules, le LHC, le traquera à son tour. Mais comment le boson de Higgs est-il devenu le Graal de la physique des particules ?
la recherche : Au vu des moyens investis - plus de 6 milliards d'euros ! -, le LHC constituera la plus importante expérience de physique jamais réalisée. Elle vise plusieurs objectifs, mais le principal est l'observation d'une particule dont vous êtes le co-inventeur. En quoi est-elle si importante pour les physiciens ?
François Englert : L'hypothèse de son existence est ancienne. Elle a été proposée dans les années 1960 par Robert Brout et moi-même, puis peu après, et indépendamment, par le physicien écossais Peter Higgs. Cette particule a été dénommée « boson scalaire » et plus communément « boson de Higgs » - en référence à ce dernier. Elle a une grande importance pour la physique, car elle est au confluent de plusieurs enjeux concernant la compréhension des lois régissant la structure de la matière. D'abord, le boson scalaire et son modèle théorique associé fondent un mécanisme permettant d'unifier des forces qui peuvent agir à très grande distance, à d'autres, uniquement perceptibles à l'échelle subatomique. Ensuite, la structure de ce mécanisme, si elle était pleinement révélée, permettrait de répondre à une question, apparemment simple, mais qui reste à ce jour inexpliquée : comment les particules élémentaires acquièrent-elles la masse qui les caractérise ? Enfin, cette particule est la pièce manquante du Modèle standard de la physique - cette théorie qui décrit l'ensemble des particules élémentaires et les forces qui les relient. Sa découverte constituerait ainsi le parachèvement d'un vaste corpus de résultats théoriques et expérimentaux obtenus depuis des décennies dans plusieurs grandes branches de la physique.
