4 juillet 2022. La collaboration ATLAS au CERN a publié son aperçu le plus complet du boson de Higgs. Le nouvel article, publié dans la revue Nature, intervient exactement dix ans après qu’ATLAS a annoncé la découverte du boson de Higgs. Pour célébrer cet anniversaire, un symposium spécial d’une journée sur le boson de Higgs est actuellement en cours au CERN.
“La collaboration ATLAS a fait d’énormes progrès dans la compréhension du boson de Higgs au cours des dix dernières années”, déclare Guillaume Unal, coordinateur physique d’ATLAS. “L’article d’aujourd’hui résume ces informations, présentant une carte détaillée des interactions du boson de Higgs avec d’autres particules et de ses propriétés.”
Les résultats sont basés sur l’ensemble des données collectées par l’expérience ATLAS lors du Run 2 (2015-2018) du Large Hadron Collider (LHC). La richesse des données a permis aux chercheurs d’étudier le boson de Higgs avec des détails sans précédent. Parallèlement à ces faits saillants (voir la chronologie ci-dessous), de toutes nouvelles études sur l’auto-interaction du boson de Higgs sont présentées au symposium du CERN. Les études de cette propriété peuvent éclairer la forme du potentiel énergétique du champ de Higgs, qui régit le mécanisme de Brout-Englert-Higgs qui a donné de la masse aux particules élémentaires une fraction de seconde après le Big Bang.
“La décennie réussie de l’exploration du boson de Higgs n’aurait pas été possible sans les performances exceptionnelles du LHC et du détecteur ATLAS, ainsi que les chaînes de reconstruction et d’étalonnage des données suite à l’acquisition des données, optimisées pendant d’innombrables heures par ATLAS compétent et dévoué membres », déclare Andreas Hoecker, porte-parole d’ATLAS. “Cette performance, associée à de nouvelles approches d’analyse puissantes et à une modélisation théorique améliorée, a permis à nos études de dépasser les attentes dans tous les aspects.”
Les caractéristiques singulières du boson de Higgs, en tant que seule particule scalaire élémentaire, en ont fait l’objet d’un champ de recherche très riche. “Le secteur de Higgs est directement lié à des questions très profondes liées à l’évolution de l’Univers primitif et à la stabilité du vide, ainsi qu’au modèle de masse frappant des particules de matière”, explique Andreas. “La relation de chaque particule avec le boson de Higgs est spéciale et fournit un test unique du modèle standard. Au cours des dix dernières années, nous avons observé et mesuré tous les principaux mécanismes de production et de désintégration du boson de Higgs, comme résumé dans l’article d’aujourd’hui.”
La collaboration ATLAS a fait d’énormes progrès dans la compréhension du boson de Higgs au cours des dix dernières années, brossant un tableau détaillé de ses propriétés et de ses interactions.
Le boson de Higgs est également déployé comme outil dans la recherche de nouveaux phénomènes inconnus. Le nouvel article d’ATLAS donne un aperçu à la minute près de ces recherches, y compris les désintégrations possibles du boson de Higgs en particules invisibles qui pourraient constituer la matière noire observée dans l’univers. “Toute nouvelle particule ayant une masse pourrait interagir avec le boson de Higgs”, explique Guillaume. “Nous pourrions observer ces particules directement dans des recherches dédiées ou indirectement en mesurant précisément les propriétés cinématiques et de symétrie du boson de Higgs. De nouvelles particules apparaissant dans des boucles quantiques pourraient altérer ces propriétés de celles prédites par le modèle standard.
Bien que l’article de Nature d’aujourd’hui dresse une carte détaillée du boson de Higgs, celle-ci est encore loin d’être complète. La prochaine période d’exploitation 3 du LHC, qui doit commencer demain, triplera la quantité de données de collision de protons qu’ATLAS pourra explorer, offrant aux physiciens une nouvelle opportunité de reconstituer la nature du boson de Higgs.
Les membres du public sont invités à se connecter au symposium du CERN sur le boson de Higgs pour en savoir plus (regarder le webcast ici). Les conférences du séminaire explorent les décennies d’innovation des détecteurs et des accélérateurs qui ont été nécessaires pour rechercher le boson de Higgs, ainsi que le processus et les personnes à l’origine de la découverte. Les toutes dernières études sur le Higgs sont également décrites, avec une attention particulière accordée aux perspectives d’avenir passionnantes du Run 3 du LHC.
À propos de l’affichage de l’événement : L’un des premiers événements candidats au boson de Higgs, enregistré le 10 juin 2012 par l’expérience ATLAS. L’événement est cohérent avec une désintégration H→ZZ*→4μ. (Image : Collaboration ATLAS/CERN)
À propos de la police : Pour célébrer l’anniversaire de la découverte du boson de Higgs, nous changeons chaque année la police du site Web public ATLAS en Comic Sans. Il s’agit d’un hommage à l’utilisation de Comic Sans dans les diapositives d’annonce Higgs d’ATLAS, présentées le 4 juillet 2012.
Apprendre encore plus
.