Tip:
Highlight text to annotate it
X
Le Boson de Higgs Partie I : Qu'est-ce que c'est et pourquoi il est important
Coupons cours : à la date du 4 juillet 2012, le boson de higgs est la dernière pièce fondamentale
du modèle stansrad de la physique des particules à être découverte expérimentalement. "Mais, " tu
te demandes, "pourquoi le boson de Higgs a été inclus dans le modèle standard à côté d'autres particules
bien connues comme les electrons, photons et quarks si il n'a pas été découvert à l'époque dans les années
1970 ?" Bonne question. Il y a deux raisons principales :
Primo, comme l'electron est une éxcitation dans le champ d'electron, le boson de Higgs est
simplement une particule qui est une excitation d'un omniprésent champ de Higgs. Le champ
de Higgs, à son tour, joue un rôle important dans notre modèle de radioactivité, appelé
force nucléaire faible (en particulier, le champ de Higgs aide à expliquer pourquoi elle est si faible).
On en parlera plus dans une future vidéo, mais même si la thérie nucléaire a été confirmée
dans les années 1980, dans les équations, le champ de Higgs est si inétricablement mixé avec la force faible
que jusqu'à présent, on a été incapable de confirmer son actuelle et indépendante existance.
La seconde raison pour inclure le Higgs dans le modèle standard a à voir avec le fait que
le champ de Higgs donne leur masse aux autres particules. Mais pourquoi les choses ont besoin d'"avoir"
une masse ? N'est-ce pas une propriété intrinsèque de la matière, comme la charge électrique ?
Eh bien, en physique des particules…non. Souvenez-vous que dans le modèle standard, on écrit d'abord
une "liste d'ingrédients" mathématiques de toutes les particules que l'on pense qui existent
(et leurs propriétés). Vous pouvez regarder ma vidéo "théorie du tout" pour un rafraichissement.
On fait ensuite tourner cette liste dans une grande machine mathématique, qui nous donne des équations
qui nous dient comment les particules se comportent.
Sauf que, si on essaye d'inclure la masse comme propriété des particules dans la liste d'ingrédients,
la machine se casse. Peut-être que la masse était un mauvais choix… mais la plupart des particules
dans la nature ont une masse, il faut donc trouver un moyen astucieux d'utiliser les ingrédients qui
donnera de la masse dans les équations finales sans être au départ - un peu comme quand
vous pouvez laisser de la levure, du sucre et de l'eau fermenter en alcool qui n'était pas là au début.
Et comme vous pouvez l'anticiper, la solution est de mélanger un champ de Higgs
avec les autres ingrédients du modèle standard, pour que quand on laisse les maths fermenter,
on obtient des particules qui ont une masse ! Mais ce modèle crée aussi quelque chose qu'on attendait PAS :
une particule de Higgs solitaire, l'infâme boson. Et puisque le modèle fonctionne si bien pour expliquer
tout le reste, on s'est dit qu'il était très probable que ce boson solitaire existe aussi !
En résumé, le boson de Higgs est une particule qui est une excitation résultante du champ de
Higgs, qui à son tour est necessaire dans le modèle standard pour 1) explique la force nucléaire faible
et 2) expliquer pourquoi les autres particules ont une masse. Cependant, le boson est le seul morceau
du champ de Higgs qui est vérifiable indépendement, précisément car les autres morceaux
sont empêtrés dans la force nucléaire faible et la masse des particules. Le fait que le boson
de Higgs est si indépendant du reste du modèle standard est la raison pour laquelle c'est la
dernière pièce du puzzle à être découverte - et si il est exactement ce que nous avons prédis,
le modèle standard sera complet.
Le seul problème est que l'on sait que le modèle standard N'EST PAS une complète desciption
de l'univers (il loupe complètement la gravité par exemple). Donc pour les physiciens, il
serait bien plus intéressant et utile si le boson de Higgs n'était pas tout à fait ce
que l'on attendait… on aurais alors un indice sur comment accéder à une mailleure compréhension
de l'univers. Donc même si on vient juste de faire une découverte, on ne peut pas se reposer.
On a besoin d'un indice, M. Higgs.
La suite dans les parties II et III