HIGGS BOSON DE

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Le modèle standard des interactions fondamentales

La compréhension actuelle des forces fondamentales (si l'on excepte la gravitation qui échappe à cette description) repose sur trois piliers : la mécanique quantique qui associe onde et particule comme deux aspects d'un même objet physique, la théorie des champs qui explicite la propagation et les interactions de ces objets, les groupes de symétrie qui contraignent la description mathématique des particules et de leurs interactions. Rappelons rapidement les ingrédients essentiels de ces notions. L'interaction électromagnétique est comprise au niveau élémentaire comme l'échange de photons entre particules chargées. La symétrie fondamentale est l'« invariance de jauge » qui exprime qu'on ne peut pas distinguer la phase (au sens de la phase des nombres complexes) des fonctions d'ondes des particules. Cette symétrie implique l'existence d'un boson de masse nulle : le photon. L'interaction nucléaire forte s'exprime au niveau le plus fin comme due à l'échange de gluons entre des quarks. La symétrie fondamentale est la « symétrie de jauge de couleur », une symétrie abstraite dont le groupe mathématique a pour représentation des triplets de quarks (qr, qb, qv où r, b, v dénote la couleur rouge, bleue ou verte, portée par chaque quark u, d, s, c, b ou t) et des octets de gluons portant une couleur et une anti-couleur. Les quarks ont des masses variées mais les gluons ont une masse nulle. Soulignons que cette théorie est mathématiquement cohérente quelle que soit la valeur des masses des quarks, mais seulement si les gluons ont une masse nulle. Expérimentalement, les gluons semblent bien avoir une masse nulle. Enfin, l'interaction nucléaire faible, responsable de la radioactivité β, concerne toutes les particules de matière (c'est-à-dire toutes les particules élémentaires à l'exception du photon et des gluons) et ne se comprend comme une théorie de jauge qu'en la plongeant dans une interaction « électrofaible » qui l'unifie à l [...]


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Peter Higgs

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Champ de Higgs

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Signature du boson de Higgs

Signature du boson de Higgs
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  • : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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Pour citer l’article

Bernard PIRE, « HIGGS BOSON DE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 novembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/boson-de-higgs/