Avec des tracés «fraîchement pressés» des dernières données recueillies par deux expériences de physique des particules, des équipes de scientifiques du Grand collisionneur de hadrons du CERN, le Centre européen de recherche nucléaire, ont déclaré mardi avoir enregistré des «allusions alléchantes» de la particule subatomique insaisissable connue comme le Boson de Higgs, mais ne peut pas affirmer de façon concluante qu'il existe… pour le moment. Cependant, ils prédisent que les exécutions de collisionneurs de 2012 devraient apporter suffisamment de données pour faire la détermination.
"Le fait même que nous soyons en mesure de montrer les résultats d'une analyse très sophistiquée juste un mois après l'enregistrement du dernier bit de données que nous avons utilisé est très rassurant", a déclaré le Dr Greg Landsberg, coordinateur physique du Compact Muon Solenoid (CMS). détecteur au LHC a déclaré Space Magazine. «Il vous indique la rapidité du délai d'exécution. C'est vraiment sans précédent dans l'histoire de la physique des particules, avec des expériences aussi grandes et complexes produisant tellement de données, et c'est très excitant. "
Pour l'instant, la principale conclusion de plus de 6000 scientifiques des équipes combinées de CMS et des détecteurs de particules ATLAS est qu'ils ont été en mesure de contraindre la gamme de masse du boson de Higgs modèle standard - si elle existe - à être dans la gamme de 116- 130 GeV par l'expérience ATLAS et 115-127 GeV par CMS.
Le modèle standard est la théorie qui explique les interactions des particules subatomiques - qui décrit la matière ordinaire dont l'Univers est fait - et dans l'ensemble fonctionne très bien. Mais cela n'explique pas pourquoi certaines particules ont de la masse et d'autres non, et cela ne décrit pas non plus les 96% de l'Univers qui sont invisibles.
En 1964, le physicien Peter Higgs et ses collègues ont proposé l'existence d'un mystérieux champ d'énergie qui interagit avec certaines particules subatomiques plus que d'autres, entraînant des valeurs variables pour la masse des particules. Ce champ est connu sous le nom de champ de Higgs, et le boson de Higgs est la plus petite particule du champ de Higgs. Mais le boson de Higgs n'a pas encore été découvert, et l'une des principales raisons pour lesquelles le LHC a été construit était d'essayer de le trouver.
Pour rechercher ces minuscules particules, le LHC brise les protons de haute énergie ensemble, convertissant une certaine énergie en masse. Cela produit une pulvérisation de particules qui sont captées par les détecteurs. Cependant, la découverte du Higgs repose sur l'observation des particules dans lesquelles ces protons se désintègrent plutôt que le Higgs lui-même. S'ils existent, ils ont une durée de vie très courte et peuvent se désintégrer de différentes manières. Le problème est que de nombreux autres processus peuvent également produire les mêmes résultats.
Comment les scientifiques peuvent-ils faire la différence? Une réponse courte est que s'ils peuvent comprendre toutes les autres choses qui peuvent produire un signal de type Higgs et la fréquence typique à laquelle ils se produiront, alors s'ils voient plus de ces signaux que ne le suggèrent les théories actuelles, cela leur donne une place chercher les Higgs.
Les expériences ont vu des excès dans des plages similaires. Et comme le note le communiqué de presse du CERN, «Pris individuellement, aucun de ces excès n'est plus statistiquement significatif que de lancer un dé et de produire deux six de suite. Ce qui est intéressant, c'est qu'il existe de multiples mesures indépendantes pointant vers la région de 124 à 126 GeV. »
"C'est très prometteur", a déclaré Landsberg, qui est également professeur à l'Université Brown. «Cela montre que les deux expériences comprennent très bien ce qui se passe avec leurs détecteurs. Les deux étalonnages ont vu des excès à de faibles masses. Mais malheureusement, la nature de notre processus est statistique et les statistiques sont connues pour jouer des tours amusants de temps en temps. Nous ne savons donc pas vraiment - nous n'avons pas suffisamment de preuves pour savoir - si ce que nous avons vu est un aperçu du boson de Higgs ou si ce ne sont que des fluctuations statistiques du processus du modèle de Standand qui imitent le même type de signatures que celles qui viendraient si le Higgs Boson est produit. "
Landsberg a déclaré que la seule façon de gérer les statistiques est d'obtenir plus de données, et les scientifiques doivent augmenter considérablement la taille des échantillons de données afin de répondre définitivement à la question de savoir si le boson de Higgs existe à la masse de 125 GeV ou toute masse gamme qui n'a pas encore été exclue.
La bonne nouvelle est que de nombreuses données arriveront en 2012.
"Nous espérons quadrupler l'échantillon de données collecté cette année", a déclaré Landsberg. «Et cela devrait nous donner suffisamment de confiance statistique pour résoudre essentiellement ce casse-tête et dire au monde si nous avons vu les premiers aperçus du boson de Higgs. Comme l'équipe l'a montré aujourd'hui, nous continuerons d'augmenter jusqu'à ce que nous atteignions un niveau de signification statistique qui est considéré comme suffisant pour la découverte dans notre domaine. »
Landsberg a déclaré que dans cette petite plage, il n'y avait pas beaucoup de place pour les Higgs. «C'est très excitant et cela vous indique que nous y sommes presque. Nous avons suffisamment de sensibilité et de beaux détecteurs; nous avons besoin d'un peu plus de temps et d'un peu plus de données. J'ai bon espoir que nous pourrons dire quelque chose de définitif d'ici l'an prochain. »
Le suspense monte donc et 2012 pourrait être l'année des Higgs.
Plus d'informations: Communiqué de presse du CERN, ArsTechnica
