19mn40 Ce que montre l'existence du bozon de Higgs, c'est que les particules élémentaires doivent leur masses non nulles au fait que le vide n'est pas vide. Idée du modèle standard : a chacunne des quatres intéractions fondamentales, ont peut associer un groupe de symétrie mathématique. Les 4 forces sont l'électromagnétisme, l'intéraction forte et faible, et la gravitation. La gravitation est si faible au niveau des particules qu'elle peut etre négligée. Pour l'électromagnétisme, on trouve un groupe, les nombres complexes de module 1, qui correspond parfaitement au formalisme de la physique quantique et donne la structure de l'intéraction. Pour les autres intéractions, on a trouvé des groupes, et le modèle standard ainsi obtenu a permi de comprendre les résultats obtenus avec les accélérateurs de particules. Sauf que ce modèle impliquait que toutes les masses de toutes les particules élémentaires devaient être nulles. Le modèle dit que lorsque les particules intéragissent elles échangent d'autres particules qui sont caractéristiques de l'intéraction. Quand 2 électrons s'opposent par la force électrique, ils s'échangent des photons. Les photons, grains de lumière, sont les médiateurs de la force électrique. Quand ils intéragissent par l'intération forte, deux quarks échangent des gluons, et par l'intéraction faible des bosons intermédiaires. Or nous observons que les quarks et les électrons, entre autres, n'ont pas de masse nulle. Depuis Newton on s'est trompé sur le concept de masse, au lieu de dire que les particules de matière ont une masse qui vient d'elles mêmes, il faut imaginer que leur masse viens d'une intéraction avec le vide qui n'est pas vide. Les chercheurs imaginent que dans le vide, il y a quelque chose, un champ quantique, une grandeur qui est partout présente, un peu comme un champ de température, qui a la même valeur en tout point, qui est donc homogène et uniforme, partout présent dans l'espace. Les particules qui n'ont pas de masse, intéragissent plus ou moins fortement avec ce champ. Cette intéraction va plus ou moins les ralentir, donc leur donner une inertie plus ou moins grande. Ce que l'on appelle la masse, ce n'est pas une propriété des particules élémentaires, c'est une mesure de l'intéraction qu'elles ont avec le champ de Higgs qui est dans le vide, via le bozon de Higgs. L'objectif était de détecter le boson de Higgs, mais sans savoir quelle était sa masse. Il fallait faire rentrer en collision des particules, sans savoir quelle énergie E mise dans la collision, génèrerait la particule de masse m avec E=mc², ce qui matérialiserait la particule depuis le vide quantique grâce à l'énergie de la collision. On a fait une machine de 27km en 1989, le LEP, un collisionneur d'électron et de positron, sans voir le boson de Higgs. On a construit 10 ans plus tard le LHC, un collisionneur de protons (les protons sont des hadrons, plus lourds que les électrons, donc plus d'énergie dans les collisions) et on a trouvé. Cette découverte viens changer le status même du vide. Le vide n'est pas vide. Le vide n'est pas tout à fait le contraire de la matière, c'est le prologue de la matière. C'est une sorte de réservoir qui contient la possibilité d'existence de toutes les particules de matière. Dans le langage courant, le vide c'est ce qui reste quand on a tout enlevé. En physique quantique, vous retirez toutes les particules de matière, il reste les champs quantiques associés à ces particules, dans l'état de plus basse énergie, mais non nuls. Les champs sont là, mais les particules associées sont pas là. Le vide contient des particules virtuelles, qui n'ont pas assez d'énergies pour exister vraiment. Elles ont une énergie qui est inférieure à mc². Le collisioneur "réchauffe le vide". On dépose l'énergie des particules incidentes dans un petit volume d'espace temps, l'énergie est conféré au vide qui est là, les particules "enformies" absorbent cette énergie, elles deviennent réelles, elles absorbent en plus de l'énergie cinétique, elles sortent du vide, et on les captures. On a pas détecté le bozon de Higgs, car il n'y a plus de bosons de Higgs à proprement dit, ils sont endormis dans le vide quantique. On a montré que dans l'univers primordial, quand il y avait beaucoup d'énergie, les bosons de Higgs existaient. Mais le champ qui leur est associé existe toujours, et c'est lui qui donne leur masse aux particules. 1h06 Dans le vide quantique, les particules n'ont pas beaucoup d'énergie, mais elles peuvent en emprunter au vide pendant un temps très court, devenir réelles, mais elles devront rembourser cette énergie d'autant plus rapidement que l'emprunt aura été plus important. Les particules ne peuvent sortir que par paires, une particule et son anti-particule. 1h22 si le boson de Higgs n'existait pas, les particules élémentaires de notre corps (nos quarks, électrons...) n'auraient pas de masse, mais cela ne représente que 4% de notre masse. L'essentiel de notre masse viens des intéractions entre nos particules. Dans les protons, les quarks interagissent par l'intéraction nucléaire forte, cette énergie d'intéraction produit de la masse effective par E=mc², qui constitue en grande partit notre masse. Wiki : https://fr.wikipedia.org/wiki/Boson_de_Higgs Ce n'est pas le boson qui donne directement une masse aux particules. Le boson est une manifestation du champ de Higgs. C'est le mécanisme de Higgs qui donne sa masse aux particules. L'observation du boson de Higgs est un indice très fort de l'existence du mécanisme de Higgs, mais celui-ci pourrait exister même si le boson, lui, n'existe pas. Wiki : https://fr.wikipedia.org/wiki/Champ_de_Higgs_%C3%A9lectrofaible Le champ de Higgs (du nom de l'un de ses inventeurs, Peter Higgs), en nom complet champ de Brout-Englert-Higgs-Hagen-Guralnik-Kibble (champ BEHHGK), est un champ scalaire. La masse inertielle d'une particule résulte donc de son degré d'interaction avec le champ de Higgs. Ainsi, une particule sans interaction avec le champ de Higgs, comme le photon, a automatiquement une masse nulle. Inversement, plus cette interaction est importante, plus la particule est « lourde ». Tous les champs fondamentaux sont associés à une particule.