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HIGGS MÉCANISME DE

En 1964, les physiciens belges Robert Brout et François Englert, d'une part, et leur collègue écossais Peter Higgs, d'autre part, introduisent le concept de symétrie de jauge spontanément brisée. Dans deux articles aux titres quasi identiques « Symétrie brisée et la masse des mésons vecteurs de jauge » et « Symétries brisées, particules de masse nulle et champs de jauge », publiés presque simultanément, le premier dans la revue Physical Review Letters de la Société américaine de physique, le second dans la revue européenne Physics Letters, ils proposent de concilier, d'une part, le concept d'invariance d'une théorie physique par rapport à l'action d'un groupe de transformations, et, d'autre part, l'existence de particules médiatrices massives. Higgs complète son argumentation quelques semaines plus tard par un second article publié par Physical Review Letters. Dans le cadre de la théorie quantique des champs, les auteurs insistent sur l'importance de la structure du « vide quantique » par rapport aux symétries des interactions que la théorie veut décrire. Des théoriciens avaient déjà remarqué l'intérêt des modèles physiques dans lesquels l'état du vide n'est pas unique, dans le sens qu'un groupe de transformations peut agir sur lui de façon non triviale. Ce concept avait été appliqué à la théorie quantique de la supraconductivité, pour laquelle le « vide » est l'état d'énergie minimale d'un système électronique. Pour décrire les interactions fondamentales, Brout, Englert et Higgs proposent l'existence d'un champ fondamental à plusieurs composantes et montrent que l'existence de plusieurs états du vide induit une violation « spontanée » de la symétrie sous-jacente. L'omniprésence de ce champ de Higgs (du nom du physicien écossais) dans l'espace est une conséquence inéluctable de ce schéma. Les propriétés caractéristiques du boson de Higgs qui quantifie ce champ permettent de partir à sa recherche. L'annonce des physiciens du Cern en juillet 2012 confirme la pertinence de l'hypothèse théorique développée cinquante ans plus tôt.

Peter Higgs - crédits : CERN

Peter Higgs

Signature du boson de Higgs - crédits : CERN

Signature du boson de Higgs

— Bernard PIRE

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Écrit par

  • : 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 - crédits : CERN

Peter Higgs

Signature du boson de Higgs - crédits : CERN

Signature du boson de Higgs

Autres références

  • 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...

  • ENGLERT FRANÇOIS (1932- )

    • Écrit par Bernard PIRE
    • 454 mots
    • 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...

  • GURALNIK GERALD (1936-2014)

    • Écrit par Universalis
    • 374 mots

    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...

  • HIGGS PETER (1929- )

    • Écrit par Bernard PIRE
    • 424 mots
    • 2 médias

    Physicien théoricien britannique, Prix Nobel de physique 2013. Né dans la banlieue de Newcastle upon Tyne (Royaume-Uni) le 29 mai 1929, Peter Ware Higgs est connu pour ses travaux sur la description mathématique des symétries et des mécanismes de brisement de symétrie des systèmes physiques élémentaires....

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Voir aussi