Le boson de Higgs mis en évidence ?

[papy-alain]

Bonjour à tous.

J'ai fait un bond hier soir en entendant au JT que le boson de Higgs avait pu être mis en évidence au LHC. Quelqu'un à des infos ? Parce que le JT comme source d'information scientifique, j'ai tendance à me méfier...
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[Lil00]

Bonjour Papy,

Il y avait Etienne Klein aux Matins de France Culture aujourd'hui, ça doit pouvoir se réécouter en podcast.

[papy-alain]

J'ai posé ma question trop vite : je viens de trouver ceci : http://cdsweb.cern.ch/journal/CERNBu.../1459454?ln=fr

Il doit être content, Mr Higgs.

[Deedee81]

Il doit être content, Mr Higgs.

Et Monsieur Englert
http://fr.wikipedia.org/wiki/Fran%C3%A7ois_Englert

Ne l'oublions pas (surtout qu'il est Belge )

[A voir en vidéo sur Futura]

[papy-alain]

Et Monsieur Englert
http://fr.wikipedia.org/wiki/Fran%C3%A7ois_Englert

Ne l'oublions pas (surtout qu'il est Belge )

Dis donc, je lis qu'il est né en 1932 et qu'il est toujours en poste à l'ULB. Il n'a pas peur du boulot, ce gars là.

Par ailleurs, je viens de visionner une petite vidéo dans laquelle E.Klein explique en termes simples (donc c'est pour moi ) la nature de la gravitation. Selon ses dires, aucune particule n'a de masse intrinsèque, mais c'est son interaction permanente avec le champs de Higgs qui leur confère cette masse. Ce que j'en comprends, c'est qu'il s'agit d'une interaction quantique, mais du coup je ne comprends plus pourquoi la gravitation agit sur de si longues distances.

[Deedee81]

c'est qu'il s'agit d'une interaction quantique, mais du coup je ne comprends plus pourquoi la gravitation agit sur de si longues distances.

Attention :
- la gravitation, c'est l'énergie, pas la masse (pour Newton, ça ne fait guère de différence, mais en RG, c'est leur tenseur énergie-impulsion-contrainte).
- L'interaction gravitationnelle c'est le graviton (s'il existe), pas le Higgs
Symétrie interne => donne la charge, interaction EM : photon avec la charge électrique
Le Higgs => donne la masse, interaction gravitationnelle : graviton avec la "charge" énergie incluant l'énergie d'interaction avec le Higgs = masse de la particule
- La distance d'une interaction de type quantique dépend de la masse du boson de jauge. Graviton, photon masse 0 => portée infinie

[invitecaa8f314]

surtant quand on pense ue la gravitation agit sur des distances infinie, car elle ne fait que diminuer en fonction de la distance, et ne fait donc que tendre vers 0 (si j'dis pas de conneries).

[albanxiii]

Bonjour,

Et Monsieur Englert
http://fr.wikipedia.org/wiki/Fran%C3%A7ois_Englert

Ne l'oublions pas (surtout qu'il est Belge )

Et Mr Brout également, http://fr.wikipedia.org/wiki/Robert_Brout

Ces trois là ont reçu conjointement le Particle Prize de la European Physical Society en 1997 et le Prix Wolf de physique en 2004 pour l'hypothèse du boson de Higgs.

Bonne journée.

[Deedee81]

Et Mr Brout également

En effet. Malheureusement il est décédé (il ne peut donc pas être content , voir les messages ci-dessus).

Et pas de Nobel à titre posthume.

[Gilgamesh]

Bonjour Papy,

Il y avait Etienne Klein aux Matins de France Culture aujourd'hui, ça doit pouvoir se réécouter en podcast.

Oui, et il était très bien.

[invite80fcb52e]

Et pas de Nobel à titre posthume.

Si ça se confirme ça sent le Nobel à plein nez...
2015? 2020? On fait les paris?

[Deedee81]

Si ça se confirme ça sent le Nobel à plein nez...
2015? 2020? On fait les paris?

2015 (je parie trois bosons ).

[invitecaa8f314]

J'espère avant ! Faudrait qd meme pas que Higgs nous quitte avant l'attribution du Nobel relatif à une particule portant son nom

[Deedee81]

J'espère avant ! Faudrait qd meme pas que Higgs nous quitte avant l'attribution du Nobel relatif à une particule portant son nom

3 ans pour un Nobel, c'est quand même un minimum.

C'est long :
- examen des demandes
- examen des publications (et elles vont seulement arriver, évidemment)
- commités de décision

Et pour tout ça, faudra d'abord vérifier que c'est vraiment le Higgs et pas une mauvaise surprise (un boson inconnu mais autre, enfin, ce ne serait pas nécessairement une mauvaise surprise, mais raté pour le Higgs dans ce cas).

[albanxiii]

Re,

En effet. Malheureusement il est décédé (il ne peut donc pas être content , voir les messages ci-dessus).

Et pas de Nobel à titre posthume.

En effet, j'ai appris cette triste nouvelle aujourd'hui même, après mon post ci-dessus. je n'en n'avais pas entendu parler avant. Je n'avais pas fait attention sur wikipedia, et j'ai vu que la page de l'ULB indique "Robert Brout (1928-2011)".

Bonne soirée.

[inviteccac9361]

Bonjour,

Il y avait Etienne Klein aux Matins de France Culture aujourd'hui, ça doit pouvoir se réécouter en podcast.

Merci pour l'information.
Je viens de voir la video qui est effectivement très instructive.

Nous en parlons ce matin en compagnie de Stéphane Deligeorges, producteur de Continent Sciences sur France Culture, et d’Etienne Klein, physicien, professeur à Centrale Paris, directeur de recherche au CEA, docteur en philosophie des sciences et militant, selon ses propres mots, pour une « ré-érotisation de l’acte de connaître.

http://www.franceculture.fr/emission...que-2012-07-06

[inviteace15f97]

Ma contribution à l'édifice :


http://www.youtube.com/watch?v=YL96k...ayer_embedded# (intervenant étranger, mais en français)

en espérant quelle ne soit pas déjà mise...

[invite4f479fad]

Bonjour,
On parle beaucoup du boson de Higgs. Quelqu'un pourrait-il, en des termes accessibles à un non-physicien, expliquer ce qu'est cette bête-là ; avec une ou des images par exemple ?
Merci, au revoir.

[Gilgamesh]

(un repost un peu cuisiné, sans doute à retravailler)

Le boson scalaire dit boson de Higgs ou BEH (ou Brout, Englert et Higgs) est une particule qui a été proposée pour résoudre un problème de symétrie brisée.

Dans le modèle standard, tu as les particules de matière (au sens large : quark, électron, neutrinos...) qui sont des fermions (spin demi entier, en général 1/2, le spin étant assimilable à une énergie de rotation en unité hbar = cte de planck/2pi) et des particules d'interaction qui sont des bosons (spin entier, en général 1). On les appelle ‘bosons de jauge’ : ils sont les vecteurs des forces fondementales (photons, gluons, et W+, W- et Z neutre). La théorie prévoit que ces bosons de jauge sont de masse nulle.

Lorsqu'on dit qu'il existe une force entre deux fermions (spin 1/2), on signifie par là qu'ils sont en train d'échanger des bosons (spin 1). L'idée était premièrement de rassembler l'interaction électromagnétique, médiée par le photon, à l'interaction faible, médiée par d'autres bosons baptisés sans trop d'imagination W et Z, pour donner naissance à la théorie électrofaible.

Dans l'histoire des science tu as ces trois grand jalons dans l'unification des forces :

électricité + magnétisme -> théorie électromagnétique (Maxwell)
+ relativité restreinte (Dirac puis Tomonaga, Schwinger et Feynman) -> électrodynamique quantique
+ interaction faible (Glashow, Salam et Weinberg ) -> théorie électrofaible

Qand aux fermions, ils se divisent en hadrons (essentiellement quarks, qui sont affectés par les trois interactions : forte, faible et électromagnétique) et en leptons (électrons, muons et tau qui sont affectés par la force électromagnétique et faible et neutrinos, qui ne sont affectés que par la force faible). Pour que le modele des particules soit le plus symétrique possible, il faut les postuler sans masse eux aussi.

Il apparaît ici deux conflits entre le modèle et la réalité : les bosons de la force faible (W, Z) sont théoriquement sans masse mais en réalité très massifs (80 à 90 GeV/c²), et les fermions sont également de masse non nulle, compromettant ainsi la belle symétrie du modèle.

La théorie électrofaible qui représente une avancée supplémentaire considérable (en proposant un nouveau formalisme qui continue de faire autorité) sur le chemin de l’unification, souffre ainsi congénitalement de cette faiblesse évidente, qui est de se baser fondamentalement sur le fait que tous les champs d'interaction qu'elle traite (électromagnétique, faible) sont médiées par des particules de masse nulles, comme le photon. Dans ce cas, l'interaction faible devrait être de portée infinie, comme la gravité ou l'électromagnétisme. Si ce n'est pas le cas (portée effective ~ 1 fermi, soit 1e-15 m), c'est que les bosons d'interactions comme on vient de le voir sont en fait massifs.

Car les champs d'interactions sont d'un genre un peu bizarre : ils font intervenir des particules (les fameux bosons) mais ceux ci doivent disparaître à l'issue de calcul (ce sont des particules dites virtuelles), en qq sorte ils sont soumis à une existence conditionnelle au temps. Savoir quelle est la nature de leur réalité nous emmènerait trop loin (d'autant que y'a débat) mais le fait est qu'en définitive une particule d'interaction d'énergie E se propage sur une distance inversement proportionnelle à son énergie (sa durée d'existence t est telle que E.t<hbarre ce qu'il fait qu'elle ne peut se propager plus loin que hbarre.c/E) De fait, ils ont été découverts à des énergie considérables : W plus, W moins (~84 GeV) et Z neutre (~96 GeV), ce qui représente une nouvelle victoire du canard, en terme de découverte, mais la symétrie est belle et bien brisée avec un photon tout nul.

Le mécanisme dit de Higgs proposé par (les 3 précédents et par Guralnik, Hagen, Kibble, par Brout et Englert puis par Higgs) constitue une tentative théorique d'expliquer de quelle manière ce serait produite la brisure de symétrie.

Ce mécanisme est fondé sur un formalisme qui se ramène à un genre de viscosité de l'espace. Le champs de Higgs remplit l'espace et les particules sont plus ou moins glissante dans cette mélasse. On est d'accord qu'il s'agit quand même de vide, rien de substantiel à nos sens bien entendu, mais les particules sont plus ou moins couplés à ce champs de viscosité. Couplés, c'est à dire reliée par une simple constante ajustable (et non encore prédictible) permettant d'expliquer que deux champs échangent de l'énergie et de l'impulsion. Le Higgs peut se contenter d'être virtuel, son champ se couple comme d'autres champs virtuels au champs de matière et donne leur masses au particules. Ceci est vrai tout du moins pour les fermions. Pour les bosons le mécanisme est différent et lie a une propriete mathematique de la theorie quantique appelle le theoreme de Goldstone. Le symétrie de la force faible est brisee par la valeur moyenne non nulle du champ de Higgs (ce n’est pas le cas pour la force forte). On demontre que cela se traduit par l’apparition de ‘bosons de Goldstone’ correspondants aux symétries brisées. Et dans une théorie de jauge, ces derniers sont "avalés" par les bosons de jauge (Z/W) : ils grossisent et acquièrent une masse.

Le champ de Higgs se montre donc sous la forme de 4 bosons : 3 bosons de Goldstone avalé par les bosons faibles, et un quatrième, celui que l’on nomme ‘boson de Higgs’. C’est celui ci qui vient d’etre observe.

Dans le LHC on a cherché à en fabriquer des vrais. A cette seule condition, vu que c'est de la vraie énergie obtenue au cul des centrales nucléaires, en se désintégrant ils vont produire un effet directement observable. Car il n'est pas question de les observer per se, leur masse les rend trop instables : dès que formés, ils se déchargent de leur énergie sur les autres champs couplés, et génèrent une gerbe de particules dont la nature et la distribution d'énergie permet de débusquer la particule originelle.

On attendait le Higgs au coin du bois avec une bonne grosse massue de prédictions théoriques (en particulier une énergie centrée sur 110-120 GeV), ce qui a entre autre permis de justifier les 2 G€ d'investissement du LHC.

[inviteace15f97]

Bonjour,
On parle beaucoup du boson de Higgs. Quelqu'un pourrait-il, en des termes accessibles à un non-physicien, expliquer ce qu'est cette bête-là ; avec une ou des images par exemple ?
Merci, au revoir.

http://www.youtube.com/watch?v=YL96kNBHQ00


ce lien est accessible aux profanes et néophytes

Ton article est bien Gilgameshou

[Geb]

Bonjour,

3 ans pour un Nobel, c'est quand même un minimum.

Pas forcément. Carlo Rubbia et Simon van der Meer ont reçu le prix Nobel de physique le 10 décembre 1984, soit 689 jours après l'annonce de la découverte des bosons W+ et W- (sans compter celle du boson Z, qui n'arrivera que début mai 1983). Ce qui est très inhabituel, je te l'accorde. Mais vu l'âge avancé de ces messieurs (Englert et Higgs en premier lieu) et surtout l'importance de la découverte, je suppose que la fondation Nobel pourrait rééditer l'exploit de 1984.

Et pour tout ça, faudra d'abord vérifier que c'est vraiment le Higgs et pas une mauvaise surprise (un boson inconnu mais autre, enfin, ce ne serait pas nécessairement une mauvaise surprise, mais raté pour le Higgs dans ce cas).

C'est là que le bas blesse, en effet. S'il faut des années ne serait-ce que pour exclure la possibilité que cette particule soit autre chose que le Higgs, ça change tout.

Cordialement.

[invite5c75e82b]

Bonjour Papy,

Il y avait Etienne Klein aux Matins de France Culture aujourd'hui, ça doit pouvoir se réécouter en podcast.

je n arrive pas a trouver le lien, pourrais tu m aider ?
ps: je viens de trouver:

http://www.franceculture.fr/emission...que-2012-07-06

[invite5c75e82b]

Comprendre le boson de Higgs en 3 min
http://www.youtube.com/watch?v=EeoB2ib-4pY
apres avoir regarder une bonne 20ene de videos, je pense que celle ci est la plus simple a comprendre

[papy-alain]

C'est là que le bas blesse, en effet. S'il faut des années ne serait-ce que pour exclure la possibilité que cette particule soit autre chose que le Higgs, ça change tout.

Cordialement.

...Et si de nombreuses expériences sont nécessaires pour cela, alors c'est mal barré, car j'ai lu je ne sais plus où que le LHC allait être mis à l'arrêt durant toute l'année 2013 afin de procéder aux travaux nécessaires à sa mise à niveau pour des énergies plus élevées qu'actuellement.

[invite6c093f92]

Bonjour,
Dans le lien ou l'on peut voir E.Klein à France-culture, cette question fut posée, et la réponse a été:"très rapidement"(si ma mémoire ne me trahit pas, il est dit qq semaines...je ne vais pas revisionner mais ceux qui veulent en etre certain peuvent le faire et confirmer ou infirmer).
Cordialement,

[Geb]

...Et si de nombreuses expériences sont nécessaires pour cela, alors c'est mal barré, car j'ai lu je ne sais plus où que le LHC allait être mis à l'arrêt durant toute l'année 2013 afin de procéder aux travaux nécessaires à sa mise à niveau pour des énergies plus élevées qu'actuellement.

Je confirme. J'en avais déjà touché un mot dans une autre discussion :

Depuis le 5 avril 2012, la machine opère avec des faisceaux de 4 TeV.

Je rappelle également que le LHC sera arrêté pendant 21,5 mois à partir de ce mois de novembre 2012. À la fin de cette période d'arrêt technique, en août 2014, la puissance par faisceau devrait avoir été portée à 6,5 TeV.

On réfléchit également depuis 2006 sur les moyens d'améliorer la luminosité du LHC d'un facteur 10 après 2019 (au bout de ~10 ans d'opération).

Cela dit, il me semble que Deedee81 avait déclaré que déterminer si c'est bien le Higgs ne devrait pas prendre trop de temps (ce ne sont évidemment pas ces propos exacts, juste ce que j'ai compris). J'espère qu'il pourra nous en dire plus à ce sujet. Peut-être que d'ici le mois de novembre, les données récoltées seront suffisantes pour affirmer que c'est le Higgs ?

Au-delà de ça, je viens de regarder la conférence du 4 juillet en entier sur le site du CERN (125 minutes tout de même). Je dois dire que cette vidéo sur YouTube résume bien la confiance de la communauté scientifique et l'émotion de Peter Higgs (qui est filmé ici) :

The Moment: CERN Scientist Announces Higgs Boson 'God Particle' Discovery

Il n'y a rien d'étonnant à le voir pleurer, lui qui y a consacré sa vie, au même titre que quelques autres.

Cordialement.

[invite6c093f92]

Re,

si ma mémoire ne me trahit pas, il est dit qq semaines...je ne vais pas revisionner mais ceux qui veulent en etre certain peuvent le faire et confirmer ou infirmer).
Cordialement,

Bon ben ma mémoire n'est pas bonne..., les deux intervenants disent juste que la confirmation devrait arriver très très vite...( à 18mns 50sec de la vidéo).
Cordialement,

[papy-alain]

Puisque le champs de Higgs procure de la masse par interaction avec la matière, cela signifie qu'il fournit de l'énergie permettant à la matière d'émettre des gravitons. Ces derniers étant des bosons de jauge de masse nulle, ils n'interagissent donc pas avec le champs de Higgs, tout comme les photons. Mais la production continuelle de gravitons génère de l'énergie (l'énergie gravitationnelle) en permanence. Or, la source de cette énergie (le champs de Higgs) reste constante. Peut on dire dés lors qu'il y a création d'énergie à partir de rien ?

[Paraboloide_Hyperbolique]

Puisque le champs de Higgs procure de la masse par interaction avec la matière, cela signifie qu'il fournit de l'énergie permettant à la matière d'émettre des gravitons. Ces derniers étant des bosons de jauge de masse nulle, ils n'interagissent donc pas avec le champs de Higgs, tout comme les photons. Mais la production continuelle de gravitons génère de l'énergie (l'énergie gravitationnelle) en permanence. Or, la source de cette énergie (le champs de Higgs) reste constante. Peut on dire dés lors qu'il y a création d'énergie à partir de rien ?

Non, car, cela va à l'encontre du principe de conservation de l'énergie, vérifié depuis longtemps et jamais mis en défaut. Je crois que le défaut dans votre raisonnement vient du fait que vous supposez qu'il y a production continuelle de gravitons.

[Deedee81]

Salut,

Geb, merci pour ces précisions sur le Nobel.

Désolé de ne pas suivre de plus près toutes ces discussions passionnantes sur le Higgs (il y a plusieurs fils ouverts ). Manque de temps.

Mais la production continuelle de gravitons génère de l'énergie (l'énergie gravitationnelle) en permanence.

Une interaction gravitationnelle statique c'est exactement comme une interaction électrostatique. L'échange se fait avec des gravitons virtuels (versus photons virtuels), pour peu que cette approche par les gravitons soit correcte évidemment.

Il y a donc échange (les gravitons vont dans les deux sens) et de plus les particules virtuelles peuvent avoir une énergie négative.

Le bilan (qui dépend de l'interaction et de la distance) est une énergie potentielle (il n'y a variation d'énergie que lorsque les particules se rapprochent ou s'éloignent).

Concernant l'apport par le champ de Higgs (ici aussi ce sont des Higgs virtuels !) d'énergie : non ! Il donne une masse (= énergie) mais de "l'apporte pas". Prenons une particule d'énergie E (énergie fournie pour créer la particule). Si celle-ci n'interagit pas avec le champs de Higgs, sa masse sera nulle (du moins pour une particule élémentaire comme le photon) et elle aura la vitesse c. Si maintenant elle interagit avec le Higgs, disons un électron, alors la particule aura une vitesse lié à E par E =mc².gamma, m dépendant de l'interaction avec le Higgs. Mais dans tous les cas l'énergie reste E, elle ne diminue ni n'augmente a cause de l'interaction avec le champ de Higgs.