Pour vérifier son existence, il a fallu la produire en laboratoire. Le premier collisionneur de particules capable de produire des quantités significatives de bosons de Higgs est le Grand collisionneur de hadrons (LHC), dont le programme de collisions à haute énergie a démarré en 2010.
Identifié dans Atlas et CMS, autour de 125 GeV, le boson de Higgs est présenté au monde entier le 4 juillet 2012. Sa découverte sera récompensée par le Prix Nobel de physique décerné à François Englert et Peter Higgs en 2013.
Cette particule élémentaire constitue l'une des clefs de voûte du modèle standard de la physique des particules. À ce titre, elle est parfois dénommée « particule de Dieu ».
Dans l'hypothèse proposée en 1964, il s'agissait d'un nouveau type de champ présent dans tout l'Univers et donnant une masse à toutes les particules élémentaires. Le boson de Higgs est une onde à l'intérieur de ce champ. La découverte du boson confirme l'existence du champ de Higgs.
A quoi sert le boson de Higgs? Le boson de Higgs est un élément central du «Modèle standard», la théorie qui éclaire la structure fondamentale de la matière et la formation de l'univers. Cette théorie est aux physiciens ce que la théorie de l'évolution est aux biologistes.
L'expression vient du livre du prix Nobel Leon Lederman, « The God Particle ». L'ouvrage de ce scientifique américain est consacré à la physique des particules et à la quête ultime de cette discipline : la découverte du boson... L'expression vient du livre du prix Nobel Leon Lederman, « The God Particle ».
Lors de la découverte du boson de Higgs, sa masse a été mesurée à environ 125 gigaélectronvolts (GeV), mais elle n'était alors pas connue avec une grande précision. L'analyse de bien plus de données était nécessaire pour réduire la marge d'erreur de cette mesure.
Les particules élémentaire de la matière (bosons, fermions) acquièrent une masse par interaction avec le champ de Higgs, mais pourquoi chaque particule acquiert-elle une masse différente, voire n'acquiert-elle pas de masse du tout comme dans le cas du photon?
Il est très difficile de stocker l'antimatière. Dès qu'une particule et son antiparticule se rencontrent, elles s'annihilent immédiatement : leur masse se transforme en énergie pure. Pour stocker les antiparticules, on doit donc les isoler des particules.
Le boson de Higgs est surnommé, au grand dam des scientifiques, la “particule de Dieu”, celle qui donne à la matière sa masse.
Cependant, en 2012 le boson de Higgs a été enfin découvert au « Large Hadron Collider » (LHC), un accélérateur de particules situé au CERN. Ce faisant, les chercheurs en physique des particules ont reproduit en laboratoire les conditions physiques des premiers instants de notre Univers.
Les particules élémentaires sont les plus petits objets physiques dont sont constituées la matière et les forces de l'univers. Ce sont des paquets d'énergies caractérisés principalement par une masse, un moment cinétique intrinsèque (le spin) et d'autres nombres comme la charge électrique.
Les protons et les neutrons sont faits de particules élémentaires appelées les quarks. Les particules élémentaires sont les plus petits constituants de la matière. Nous en connaissons trois types : les quarks, les leptons et les particules de force.
Non. L'énergie atteinte dans le LHC, bien qu'énorme pour un accélérateur, n'est que très modeste à l'échelle de la nature.
Oui, l'antimatière existe, mais elle n'est pas très présente autour de nous. Le dossier de l'antimatière a été ouvert en 1928 par le physicien Paul Dirac.
L'antimatière n'existe qu'en quantités infimes dans l'univers local, soit dans les rayons cosmiques, soit produite en laboratoire. Les travaux sur l'antimatière consistent en grande partie à expliquer la rareté de l'antimatière par rapport à la matière.
Pendant longtemps, les scientifiques ont pensé que l'atome était la plus petite particule qui existait dans l'Univers. On sait maintenant qu'il y a des particules encore plus petites et indivisibles (comme le neutrino) : les particules élémentaires.
Boson de Higgs, le chaînon manquant de la physique.
L'électron est le plus léger des leptons électriquement chargés. Un autre lepton chargé est le muon, une sorte de gros électron dont la masse est environ 207 fois supérieure à celle de l'électron. Le tau est un lepton chargé dont la masse est 3 536 fois celle de l'électron.
En 1964, deux physiciens ont postulé l'existence de particules subatomiques aujourd'hui connues sous le nom de quarks. Les physiciens Murray Gell-Mann et George Zweig travaillaient chacun de leur côté à une théorie sur la symétrie des interactions fortes en physique des particules.
Les protons et les neutrons sont eux-mêmes formés de quarks. Dans l'état actuel de la science, les quarks ne sont pas formés d'autres composantes, de sorte que ce sont les choses les plus petites que nous connaissions.
Or, un photon n'a pas de masse au repos car il n'est jamais au repos : sa vitesse, qui vaut 299 792 458 mètres par seconde (c), est constante quelle que soit son énergie (couleur). Il ne sera ni accéléré ni freiné par un champ de gravité ; celui-ci modifiera son énergie mais pas sa vitesse.
Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) est le plus puissant accélérateur de particules jamais construit. Il se trouve au CERN, l'Organisation européenne pour la Recherche nucléaire, dans un tunnel situé à 100 mètres sous terre, de part et d'autre de la frontière franco-suisse, près de Genève (Suisse).
Un boson est une particule de spin entier, il obéit à la statistique de Bose-Einstein. Les photons, les gluons, les W, le Z0 et le Higgs sont des bosons.
La particule est une préposition qui précède un nom de famille. En français, elle peut prendre la forme simple « de », la forme élidée « d' », être accompagnée d'un article « de La », éventuellement contracté en « du » ou « des ».