Le Prix Nobel de Physique 2013 attribué à Higgs et Englert

Le comité du Prix Nobel a annoncé le 8 octobre 2013 que le prestigieux Prix Nobel de Physique a été attribué aux deux physiciens qui avaient prédit l'existence du boson de Higgs, cette particule élémentaire qui explique pourquoi les autres particules ont une masse.

Les lauréats sont le Britannique Peter Higgs professeur émérite de l'Université d'Edimbourg et le Belge François Englert de l'Université Libre de Bruxelles qui prédirent l'existence du boson de Higgs en 1964.

Simulation de la décroissance du boson de Higgs dans le détecteur Atlas du CERN.

Rappelons qu'en juillet 2012 deux équipes de chercheurs du LHC du CERN avaient annoncé qu'ils avaient probablement découvert le boson de Higgs. L'identité de cette particule fut confirmée en 2013.
En soi, la découverte du boson de Higgs n'est pas une surprise car il était prévu par le modèle Standard. Il ne vaut certainement pas le surnom de "particule de Dieu" comme l'ont baptisé les médias car elle n'a rien de mystique et pas grand chose de fondamental. Disons simplement que cette particule s'ajoute à la collection existante et vient confirmer que le modèle Standard des particules élémentaires (par opposition au concept des cordes par exemple) est une bonne approximation de la réalité.
Propriétés du boson de Higgs

Le boson de Higgs, H°, est une particule instable qui vit à peine 10^-22 secondes. Il présente une masse de repos d'environ 126 GeV.

C'est une masse colossale à l'échelle atomique. 1 GeV=1.783x10^-24g. H° pèse donc 2x10^-22g. Il est 134 fois plus lourd que le proton ou le neutron (~0.938 GeV) et près de 250 fois plus lourd que l'électron (0.511 MeV), ce qui explique aussi sa courte durée de vie. A lui seul il pèse autant que l'une des molécules constituant l'ADN, la thymine (C₅H₆N₂O₂) !

Le boson de Higgs présente deux états : un état ordinaire, celui qui vient d'être découvert, et un état ultra dense. Il a une probabilité infime de passer de l'état actuel à l'état ultra dense par effet tunnel. Quel serait la conséquence de ce changement d'état ?

Comme l'eau en surfusion peut gelée instantanément sous l'effet d'un choc, si le boson de Higgs venait à changer d'état, ce serait la fin de l'Univers tel que nous le connaissons, ni plus ni moins.

Une quête sans fin

La masse actuelle du boson de Higgs est justement celle qui permet à l'Univers d'être dans un état instable; en théorie il peut donc s'effondrer. Mais rassurez-vous, la probabilité que le boson de Higgs change d'état par effet tunnel est négligeable, de l'ordre de 10^-100.

Pourquoi la masse du boson a-t-elle cette valeur critique ? Les principes fondamentaux de la Nature font penser que l'Univers pourrait être constitué de "bulles", chaque bulle représentant un univers particulier ayant ses propres constantes de la physique.

Ce concept des "univers multiples" reste une théorie mais elle aide parfois les physiciens à comprendre certains paradoxes. On peut donc supposer que nos théories ne sont pas tout à fait justes.
Si les mécanismes de Higgs expliquent comment les particules élémentaires acquièrent leur masse, cette théorie ne semble toutefois pas être une solution totalement satisfaisante ni complète car trop de questions restent sans réponse.

Ainsi, le boson de Higgs ne partage pas les autres propriétés des particules élémentaires comme la beauté, la symétrie ou l'élégance.

Le boson de Higgs pourrait ne pas être la fin de l'histoire. Dans les prochaines décennies on s'attend à découvrir d'autres particules qui exigeront d'affiner nos théories actuelles.

Bonne nouvelle, le collisionneur LHC du CERN devrait doubler son niveau d'énergie incidente (14 TeV soit 28 TeV lors des collisions frontales) vers 2015, ce qui permettra certainement d'observer de nouveaux phénomènes.
Cérémonie
La cérémonie de remise des Prix Nobel aura lieu à Stockholm et Oslo le 10 décembre 2013.
Le montant de la récompense est de 1.2 millions de dollars pour chaque nomination.