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cepheides	Samedi 4 août 2012
/Août
DE LA PHYSIQUE : le boson de Higgs	Depuis quelques semaines, la presse, généraliste et spécialisée,
bruisse autour d’une étrange appellation : le boson de Higgs. Cette particule, découverte au CERN (Conseil Européen
pour la Recherche Nucléaire) le 4 juillet dernier (avec 99,9% de certitude !) était le chaînon manquant du « modèle standard » expliquant la physique des particules : nous
aurons l’occasion d’y revenir. Auparavant il convient de « tordre le cou » à une fausse dénomination. En effet, de temps à autre et certainement pour la recherche de sensations
extrêmes, on trouve dans la presse la terminologie : « le boson de Higgs ou la particule de Dieu ». Il s’agit là d’un contresens et d’une
stupidité. La réalité est la suivante : le prix Nobel de physique (1988), Léon Lederman, qui s’impatientait de ne pas pouvoir trouver cette particule
insaisissable voulait l’appeler dans un livre « the Goddamn particle » ce qui veut dire la « satanée » ou la « fichue »
particule. Son éditeur, de peur que le titre soit considéré comme grossier ou injurieux, décida de supprimer la deuxième syllabe (damn) de l’adjectif qui devint dès lors… God. D’où l’erreur
colportée ensuite par un ensemble d’ignorants. Non, le boson de Higgs n’est pas la particule de Dieu mais c’est quoi, au juste ?
Les constituants
de la matière
Tout d’abord un peu d’histoire (récente) : c’est
à Becquerel en 1896 que l’on doit la découverte de la radioactivité naturelle à partir de sels d’uranium. Deux ans plus tard, Pierre et Marie Curie identifient un nouvel élément radioactif, le radium, mais c’est à Rutherford que revient le mérite de démontrer
que ces atomes radioactifs émettent des rayonnements dont on sut ensuite que les béta correspondaient à des électrons et les alpha à des noyaux d’hélium. C’est donc à partir de ce moment que l’on
sut de façon définitive qu’il y avait effectivement plus petit que l’atome des Grecs anciens.
Reprenons autrement. Dans le monde de l’infiniment
petit, on a longtemps pensé que les atomes (qui, en s’assemblant, forment des molécules) étaient la plus petite partie possible de la matière. En fait les atomes sont composés d’un noyau plus
ou moins gros (façon de parler) dans la proximité duquel interagissent avec lui des électrons (de charge négative), l’ensemble formant théoriquement un
ensemble stable. Allons encore plus avant : le noyau d’un atome est formé de protons (charge positive) et de neutrons (neutres). Si l’électron est insécable, ce n’est pas le cas des neutrons et des protons qu’on peut dissocier en particules encore plus petites, les quarks (voir le sujet : les constituants de la matière).
Dans la physique subatomique ou physique quantique, on
s’intéresse avant tout aux interactions entre ces différentes particules dites élémentaires. On cherche évidemment à savoir quelles sont les particules
en jeu mais également comment elles se lient les unes aux autres car qui dit liaison (ou attraction) dit matière et donc
d’autres particules comme agents de liaison ; en effet, dans le monde de la physique, il n’y a aucune place pour l’immatériel : tout est matière et rien que matière… On subdivise donc
toutes ces particules en deux groupes : les fermions et les bosons. Les fermions sont nos particules élémentaires
comme les quarks ou les électrons (et donc la matière proprement dite). Mais pour que ces particules puissent interagir ou se lier les unes aux autres, il est indispensable d’introduire des
particules de liaison, particules qu’on appelle des bosons. Du coup, à chaque fermion doit correspondre un boson qui lui est propre et qui lui permet de réagir avec les autres
fermions.
Quatre forces dans
Quatre forces principales assurent l’équilibre de
l’Univers et les rapports entre ses différents constituants :
* le
magnétisme et l’électricité qui donnent l’électromagnétisme,
* l’