HIGGS BOSON DE
Champ de Higgs et masse des particules
L'omniprésence du champ de Higgs rendrait impossible sa détection et la spéculation des théoriciens ressemblerait à une esbroufe oratoire si la structure même de l'interaction électrofaible n'imposait que ce champ ait au moins deux composantes. L'une de ces composantes joue un rôle essentiel dans la génération de la masse des bosons W et Z tandis que l'autre composante est susceptible de se matérialiser en une particule nouvelle : le boson de Higgs. Avant d'évoquer la découverte expérimentale de ce boson de Higgs, expliquons succinctement pourquoi les bosons de jauge W et Z, qui auraient dû avoir une masse nulle, acquièrent une masse à cause du champ de Higgs. Rappelons que la masse d'une particule est la mesure de son inertie, c'est-à-dire de sa difficulté à se mouvoir dans le vide. Puisque le vide quantique est plein du champ de Higgs, aligné selon une direction particulière de l'espace abstrait évoqué plus haut, les particules « parallèles » à cette direction pourront se propager sans contrainte, mais celles « perpendiculaires » souffriront d'un ralentissement dû aux interactions incessantes avec le champ de Higgs. On reconnaît les photons de masse nulle comme les particules « parallèles » nullement freinées, tandis que les bosons W et Z sont les particules « perpendiculaires » tellement freinées qu'on ne peut décrire leur mouvement qu'en leur attribuant une grande masse. De plus, comme toutes les particules de matière sont sensibles aux interactions électrofaibles, leur propagation est aussi freinée par la présence du champ de Higgs et il convient donc de leur attribuer un coefficient d'inertie, c'est-à-dire une masse. Ainsi le mécanisme d’emplissage du vide par un champ fondamental explique l'existence des masses des particules élémentaires. Il n'est cependant pas suffisant pour expliquer de façon quantitative le spectre de masse des quarks ou des leptons : rien n'empêcherait selon cette théorie que, par exemple, tous les quarks aient une masse égale à celle de l'électron ; mais rien n'empêche non plus qu'ils aient les masses qu'on a, de façon indirecte, mesurées.
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Écrit par
- Bernard PIRE : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau
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Peter Higgs
CERN
Signature du boson de Higgs
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