Le boson de Higgs est une particule élémentaire dont la nature est très difficile à appréhender sans une formation préalable et une compréhension des lois physiques et astronomiques fondamentales de l’Univers.
Table des matières
Propriétés du boson de Higgs
Le boson de Higgs possède de nombreuses propriétés uniques, qui lui ont valu un autre nom : la particule de Dieu. Le quantum découvert possède une couleur et des charges électriques, et son spin est en fait nul. Cela signifie qu’il n’a pas de spin quantique. En outre, le boson participe pleinement aux réactions gravitationnelles et est susceptible de se désintégrer en paires de quarks b et d’antiquarks b, en photons, en électrons et en positrons en combinaison avec des neutrinos. Toutefois, les paramètres de largeur de ces processus ne dépassent pas 17 mégaélectronvolts (MeV). Outre les caractéristiques susmentionnées, la particule de Higgs est capable de se désintégrer en leptons et en bosons W. Malheureusement, ces derniers ne sont pas bien visibles. Malheureusement, ces derniers ne sont pas suffisamment visibles, ce qui complique considérablement l’étude, le suivi et l’analyse du phénomène. Toutefois, dans les rares moments où ils ont réussi à les fixer, il a été possible d’établir qu’ils sont tout à fait cohérents avec les modèles physiques de particules élémentaires typiques pour de tels cas.
Prédiction et histoire de la découverte du boson de Higgs
Diagramme de Feynman montrant les variantes possibles de la naissance des bosons W ou Z qui, en interaction, forment un boson de Higgs neutre.
En 2013, l’Anglais Peter Higgs et le Belge François Engler ont reçu le prix Nobel de physique pour avoir découvert et prouvé l’existence d’un mécanisme permettant de comprendre comment et d’où proviennent les masses des particules élémentaires. Cependant, bien avant cela, diverses expériences et tentatives avaient déjà été menées pour découvrir le boson de Higgs. En 1993, de telles recherches ont débuté en Europe occidentale en utilisant la puissance du grand collisionneur électron-positron. Mais elles n’ont finalement pas pu apporter tous les résultats escomptés par les organisateurs de ce projet. La science russe s’est également penchée sur la question. Ainsi, en 2008-2009, une petite équipe de scientifiques du JINR a effectué un calcul affiné de la masse du boson de Higgs. Plus récemment, au printemps 2015, les collaborations connues de l’ensemble du monde scientifique, ATLAS et CMS, ont à nouveau corrigé la masse du boson de Higgs, qui selon ces données est approximativement égale à 125,09±0,24 gigaelectronvolts (GeV).
Expériences de recherche et d’estimation des paramètres du boson de Higgs
Comme indiqué plus haut, les premières expériences de recherche et d’évaluation visant à déterminer la masse du boson ont débuté en 1993. Les études approfondies menées au grand collisionneur électron-positron se sont achevées en 2001. Les résultats obtenus par cette expérience ont été corrigés en 2004. Selon les calculs affinés, la limite supérieure de sa masse était de 251 gigaélectronvolts (GeV). En 2010, une différence égale à 1 % dans le nombre de mésons b, de muons et d’antimuons apparaissant lors de la désintégration a été constatée.
Modèle standard des particules élémentaires
Malgré les lacunes statistiques, les données du Grand collisionneur de hadrons arrivaient encore régulièrement depuis 2011. Cela laissait espérer que les informations inexactes pourraient être corrigées. Une nouvelle particule élémentaire identifiée un an plus tard, qui présentait une parité identique et la capacité de se désintégrer comme le boson de Higgs, a été fortement critiquée et remise en question en 2013. Toutefois, à la fin de la saison, le traitement de toutes les données accumulées a permis de tirer des conclusions sans ambiguïté : la nouvelle particule découverte est sans aucun doute le boson de Higgs tant recherché et appartient au modèle physique standard.
Faits intéressants sur le boson de Higgs
Grand collisionneur de hadrons. L’un des principaux objectifs du projet est de prouver expérimentalement l’existence du boson de Higgs et de ses recherches.
L’un des faits les plus intéressants et les plus incroyables concernant le boson de Higgs est qu’il n’existe pas dans la nature. Par conséquent, cette particule, contrairement aux autres éléments fondamentaux, ne se trouve pas dans l’espace qui nous entoure. Cela s’explique par le fait que le boson de Higgs disparaît presque instantanément après sa naissance. Cette métamorphose instantanée se produit par la désintégration de la particule. Le boson de Higgs n’a même pas le temps d’interagir avec quoi que ce soit d’autre pendant sa courte existence.
Les surnoms qui ont été attribués au boson de Higgs sont également des faits très intéressants qui attirent l’attention. Ces noms épithètes sont tombés dans le domaine public grâce aux médias. L’un d’entre eux a été inventé par Leon Lederman, lauréat du prix Nobel, pour désigner le nouveau boson quantique découvert. Cependant, le rédacteur en chef ne l’a pas autorisée dans l’édition imprimée de Labour et l’a remplacée par «God particle» ou «God particle».
Autres noms de masse pour le boson de Higgs
Matériel par thème
Malgré la popularité des «surnoms» donnés par Lederman au boson de Higgs, la grande majorité des scientifiques ne les approuvent pas et utilisent plus souvent un autre nom «banal». Il se traduit par «boson bouteille de champagne». L’apparition d’une telle terminologie dans la désignation du boson de Higgs s’explique par une certaine similitude de son champ complexe avec le fond d’une bouteille de champagne. Non moins importante pour les scientifiques, la «malice» a une comparaison allégorique, faisant allusion à l’abondance de champagne bu lors de la découverte d’une particule importante.
Il convient également de prêter attention au fait qu’il existe des modèles physiques dits «sans Higgs», développés avant la découverte du boson. Ils supposent une sorte d’extension de la normalité.
La science moderne n’est pas immobile, elle se développe de manière continue et régulière. Les connaissances accumulées aujourd’hui en physique et dans les domaines connexes ont permis non seulement de prédire, mais aussi de faire la découverte du boson de Higgs. Mais l’étude de ses propriétés et la désignation des domaines d’application des informations extraites n’en sont qu’au stade initial. C’est pourquoi les physiciens et astronomes modernes ont encore beaucoup de travail et d’expériences liés à l’étude de cette particule fondamentale pour l’Univers.
Date de publication: 12-26-2023
Mettre à jour la date: 12-26-2023