L'hiver au Fermilab.
Les physiciens des collaborations CDF et DZero, en combinant leurs analyses sur les données prises ces cinq dernières années au Tevatron de Fermilab (Chicago), ont fait un pas de plus vers la mise en évidence du boson de Higgs, chaînon manquant tant recherché du modèle standard. CDF et DZero ont annoncé le 3 août à la conférence internationale de physique des hautes énergies de Philadelphie que la combinaison de leurs analyses combinées exclut avec une grande probabilité (95%) que la masse du boson de Higgs se situe autour de 170 GeV/c2 (c’est-à-dire environ 170 fois la masse du proton). Cette exclusion est particulièrement intéressante car les limites indirectes obtenues précédemment tendaient à indiquer que la masse du boson de Higgs se situerait plutôt entre 115 et 190 GeV/c2. Le résultat du Tevatron, fruit d’une recherche directe, rétrécit donc le domaine possible de masse de ce boson. C’est aussi le premier nouveau résultat de recherche directe du boson de Higgs après les résultats obtenus à l’accélérateur LEP du Cern qui s’est arrêté en 2001.
Dans le modèle standard — le cadre théorique de la physique des particules —, pour rendre compte de la masse des particules, il faut faire appel à un « mécanisme » qui repose sur l’existence d’un nouveau type de particules, le boson de Higgs. Celui-ci confère une masse aux autres particules en interagissant avec elles. La découverte du boson de Higgs serait un pas en avant fondamental pour élucider le mystère de ce mécanisme qui n’a pas encore été observé expérimentalement.
La ligne noire en trait continu de ce diagramme passe au-dessus de la ligne bleue « 95% CL » pour une petite zone de masse autour de 170 Gev/c2. Ceci signifie que l'existence d'un boson de Higgs standard dont la masse serait dans cet intervalle est exclue à 95 % de probabilité.
En combinant les résultats des deux expériences, on a ainsi doublé les données disponibles pour l’analyse et on a aussi permis à chacune de confirmer les résultats de l’autre. Pour le directeur du Fermilab Pier Oddone , « ces résultats montrent bien que les expériences au Tevatron sont très bien placées dans la course à la découverte du boson de Higgs ». Dans un futur proche, les physiciens s’apprêtent déjà à explorer encore plus largement la région en masse possible pour le higgs.
Les deux expériences CDF et DZero rassemblent 600 chercheurs de laboratoires et universités à travers le monde, et les équipes de l’Irfu/SPP du CEA et de l’IN2P3/CNRS jouent un rôle important dans la recherche du boson de Higgs dans l’expérience DZero et partant, dans la combinaison des résultats des deux expériences. Fermilab prévoit de continuer la prise de données au Tevatron jusqu’à la fin de 2010, ce qui permettra aux deux collaborations de doubler leur statistique et d’augmenter ainsi leur chance d’observer le higgs.
La salle de contrôle de l'expérience DZero
La salle de contrôle de l'expérience DZero
Les chercheurs attendent aussi beaucoup du démarrage imminent du LHC en Europe.
Observer le higgs est un des buts majeurs des expériences LHC. Si celui-ci est « léger », les recherches du LHC et du Tevatron seront complémentaires, car les modes de production et les désintégrations observables sont différents dans ces ceux machines.
Contacts : Ursula BASSLER, Marc BESANÇON CEA-Saclay, Irfu/SPP
• Constituants élémentaires et symétries fondamentales › Physique des particules auprès des collisionneurs
• Le Département de Physique des Particules (DPhP)
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