Pourquoi est-ce important: Depuis la découverte du boson de Higgs en 2012, les scientifiques ont étudié en profondeur l’étrange particule à la recherche de nouveaux indices sur la véritable nature de la matière et de l’univers. Aujourd’hui, les chercheurs du CERN affirment avoir observé un comportement passionnant et vital avec la désintégration de la particule qui s’étend au-delà du modèle standard de la physique des particules.

Le boson de Higgs est une particule élémentaire produite par l’excitation quantique du champ de Higgs. Selon le Modèle standard, la soi-disant « particule de Dieu » (découverte il y a 11 ans) est extrêmement instable, se désintégrant en d’autres particules immédiatement après sa génération. Le boson de Higgs est également un composant essentiel du modèle standard puisque les scientifiques pensent qu’il donne leur masse à de nombreuses particules fondamentales.

Depuis la découverte du boson de Higgs, les expériences ATLAS et CMS au Grand collisionneur de hadrons (LHC) situé au Conseil européen pour la recherche nucléaire (CERN) ont été utilisées pour étudier « avec diligence » les propriétés internes de cette particule fondamentale. Les chercheurs sont intéressés à découvrir comment il se forme et se désintègre immédiatement en d’autres particules.

Lors de la conférence sur la physique des grands collisionneurs de hadrons qui s’est tenue récemment à Belgrade, des scientifiques du CERN ont annoncé ce qu’ils pensent être la première preuve d’un processus rare par lequel une particule de Higgs se décompose en un boson Z et un photon. Le boson AZ est le porteur « électriquement neutre » de la force faible, tandis qu’un photon transporte l’énergie électromagnétique.

La particule de Higgs peut se désintégrer de différentes manières, se divisant toujours en deux particules plus communes, telles que deux photons. Cependant, un boson de Higgs ne se désintègre pas directement dans la nouvelle paire. Au lieu de cela, le processus passe par ce que les scientifiques du CERN décrivent comme une « boucle » intermédiaire de particules « virtuelles », qui « apparaissent et disparaissent » et ne peuvent pas être directement observées. Dans ces boucles virtuelles, il pourrait y avoir des particules encore inconnues qui interagissent avec le boson de Higgs.

Le modèle standard prédit qu’environ 0,15 % des bosons de Higgs devraient se désintégrer en un boson Z et un photon, le boson de Higgs ayant une masse d’environ 125 milliards d’électronvolts. Et pourtant, de nouvelles données expérimentales d’ATLAS et de CMS montrent que le taux de décroissance est beaucoup plus élevé que prévu par le modèle standard, car la décroissance se produit dans environ 6,6 % des cas.

Cette première preuve de la désintégration du boson de Higgs en un boson Z et un photon a une signification statistique de 3,4-Sigma, ce qui est encore insuffisant pour être considéré comme une preuve réelle comme dans la découverte du boson de Higgs (5-Sigma). Pourtant, les nouvelles données pourraient faire allusion à des chapitres entièrement nouveaux de la théorie de la physique des particules au-delà du modèle standard. Les données ont été recueillies lors de la deuxième période d’exploitation du LHC, qui s’est déroulée entre 2015 et 2018. L’accélérateur de particules le plus puissant du monde effectue actuellement sa troisième période d’exploitation. .