Près de cinquante ans après avoir été imaginé par les physiciens, la découverte du mythique boson de Higgs confirme que l'Univers a connu une époque où les particules n'avaient pas de masse.

Cette découverte, réalisée grâce au plus puissant accélérateur de particules du Cern, le LHC, a été annoncée ce 4 juillet 2012 au siège du Centre européen de recherche nucléaire.

« Je pense que nous l'avons ! Vous êtes d'accord ? »

Le boson de Higgs demeurait jusqu'ici l'unique pièce manquante du modèle standard de la physique des particules, qui décrit les particules élémentaires et leurs interactions. Sa découverte était l'un des objectifs majeurs du LHC, gigantesque instrument scientifique à 3 milliards d'euros mis en service en 2008.

Selon la physicienne Fabiola Gianotti, qui a présenté la découverte au Cern, la détection d'une nouvelle particule, 134 fois plus massive que le neutron, est sûre à près de 99,99999%. Il reste maintenant à cerner ses propriétés pour s'assurer qu'il s'agit bien du boson de Higgs, ce qui ne fait guère de doute chez les physiciens !

À la fin du séminaire de Fabiola Gianotti, le directeur général du Cern Rolf Heuer s'est ainsi attiré des applaudissements nourris après avoir interpellé la salle bondée de chercheurs : « Je pense que nous l'avons ! Vous êtes d'accord ? »

Standing ovation au Cern après la découverte du boson de Higgs. Crédit : Cern

Quand les particules n'avaient pas encore de masse

La découverte du boson de Higgs ouvre une fenêtre sur une époque de l'Univers pendant laquelle les particules élémentaires ont acquis leur masse. En effet, selon le mécanisme imaginé parallèlement par le Britannique Peter Higgs et les Belges François Englert et Robert Brout en 1964, la masse n'est pas une propriété intrinsèque des particules. Elle résulte de l'interaction avec un champ quantique (une propriété de l'espace dans lequel baignent les particules) dont le boson qui vient d'être découvert est la signature.

Le champ de Higgs serait apparu une infime fraction de seconde après le big bang. En emplissant soudainement l'espace, il l'aurait rendu en quelque sorte visqueux pour les particules, filant jusqu'ici à la vitesse de la lumière. La masse des particules serait la traduction de cette viscosité qui les aurait forcées à ralentir.

« Soyez patients ! »

Dans les prochains mois, les physiciens du LHC vont s'attacher à cerner les propriétés du boson qu'ils viennent de découvrir. Sont-elles exactement celles du boson de Higgs « canonique », ou ont-ils mis la main sur une version plus exotique ? Et dans ce cas, quelles seront les conséquences sur la physique et la cosmologie ?

Fabiola Gianotti a déjà prévenu : « S'il vous plaît, théoriciens, soyez patients ! »