HIGGS BOSON DE
Champ de Higgs et masse des particules
L'omniprésence du champ de Higgs rendrait impossible sa détection et la spéculation des théoriciens ressemblerait à une esbroufe oratoire si la structure même de l'interaction électrofaible n'imposait que ce champ ait au moins deux composantes. L'une de ces composantes joue un rôle essentiel dans la génération de la masse des bosons W et Z tandis que l'autre composante est susceptible de se matérialiser en une particule nouvelle : le boson de Higgs. Avant d'évoquer la découverte expérimentale de ce boson de Higgs, expliquons succinctement pourquoi les bosons de jauge W et Z, qui auraient dû avoir une masse nulle, acquièrent une masse à cause du champ de Higgs. Rappelons que la masse d'une particule est la mesure de son inertie, c'est-à-dire de sa difficulté à se mouvoir dans le vide. Puisque le vide quantique est plein du champ de Higgs, aligné selon une direction particulière de l'espace abstrait évoqué plus haut, les particules « parallèles » à cette direction pourront se propager sans contrainte, mais celles « perpendiculaires » souffriront d'un ralentissement dû aux interactions incessantes avec le champ de Higgs. On reconnaît les photons de masse nulle comme les particules « parallèles » nullement freinées, tandis que les bosons W et Z sont les particules « perpendiculaires » tellement freinées qu'on ne peut décrire leur mouvement qu'en leur attribuant une grande masse. De plus, comme toutes les particules de matière sont sensibles aux interactions électrofaibles, leur propagation est aussi freinée par la présence du champ de Higgs et il convient donc de leur attribuer un coefficient d'inertie, c'est-à-dire une masse. Ainsi le mécanisme d’emplissage du vide par un champ fondamental explique l'existence des masses des particules élémentaires. Il n'est cependant pas suffisant pour expliquer de façon quantitative le spectre de masse des quarks ou des leptons : rien n'empêcherait selon cette théorie que, par exemple, tous les quarks aient une masse égale à celle de l'électron ; mais rien n'empêche non plus qu'ils aient les masses qu'on a, de façon indirecte, mesurées.
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Écrit par
- Bernard PIRE : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau
. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )
Médias
Peter Higgs
CERN
Signature du boson de Higgs
CERN
Autres références
-
AXION
- Écrit par Bernard PIRE
- 2 118 mots
- 2 médias
L’histoire des sciences est riche d’hypothèses audacieuses avancées par des théoriciens et fondées sur une formulation mathématique des lois de la nature. Dans le domaine de la physique des particules élémentaires, ces hypothèses prennent souvent la forme de la prédiction de l’existence d’une particule...
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BROUT ROBERT (1928-2011)
- Écrit par Bernard PIRE
- 382 mots
Né à New York (États-Unis) le 14 juin 1928, le physicien théoricien Robert Brout est décédé le 3 mai 2011 à Bruxelles. Après avoir obtenu son doctorat en 1953 à l’université Columbia de New York, Brout enseigne à l’université Cornell à Ithaca (État de New York) et y effectue ses premières recherches...
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ENGLERT FRANÇOIS (1932- )
- Écrit par Bernard PIRE
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- 1 média
Physicien théoricien belge, Prix Nobel de physique 2013, François Englert est né à Etterbeek dans la banlieue de Bruxelles (Belgique) le 6 novembre 1932 dans une famille juive. Enfant lorsque les nazis occupent la Belgique, il survit à la Shoah en étant caché sous une fausse identité dans différents...
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GURALNIK GERALD (1936-2014)
- Écrit par Universalis
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Le physicien Gerald Guralnik fut l’un des six scientifiques qui postulèrent en 1964 qu’une particule hypothétique (appelée particule de Higgs) est la particule élémentaire, ou boson, qui donne à toutes les particules subatomiques élémentaires une masse du fait de ses interactions avec elles. Le...
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Voir aussi
- CERN
- COLLISIONNEURS DE PARTICULES
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- COULEUR, physique des particules
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