« Peut-on comprendre simplement le boson de Higgs ? » Par Edouard Brézin, de l’ACADEMIE DES SCIENCES

Mardi 27 novembre avait lieu la seconde séance solennelle de remise des Prix 2012 de l’Académie des sciences sous la Coupole de l’Institut de France. A cette occasion, Edouard Brézin a prononcé un discours de clôture consacré au très médiatique Boson de Higgs, cette particule à l’origine des interactions avec toutes les autres particules qui nous entourent, découverte en juillet 2012, par les physiciens du CERN.

Le 4 juillet 2012 le CERN a annoncé la découverte d’une particule nouvelle qui semble bien pouvoir être le Boson de Higgs, une particule que l’on recherche depuis plus de 40 ans. Cette découverte a été saluée par les plus grands journaux du monde.
Pour rappel le LHC (haut collisionneur de particules) est l’instrument le plus complexe réalisé par l'homme. Il s'agit d'un tunnel circulaire de 27 km, creusé 100 mètres sous terre à la frontière franco-suisse où des protons sont lancés en collision à des énergies considérables, proche de la vitesse de la lumière. Une opération qui nécessite l'aide de 3000 physiciens, 1000 doctorants, 98 pays et 176 laboratoires du monde.
Chaque collision donne lieu à la production de centaines de particules.
C’est par le léger accroissement de la production de certaines d’entre elles que les chercheurs ont pu affirmer que la particule attendue avait été produite. Les équipes ont en effet observé une anomalie dans le comptage de paires de photons, avec une particule 134 fois plus massive qu’un proton et dont la durée de vie était inférieure à 10-22 secondes.


Comprendre l'histoire du Boson de Higgs, c'est balayer l'histoire des sciences dans le siècle passé. Le début de cette histoire remonte à Becquerel en 1896 et la découverte de la radioactivité suivi des travaux de Pierre et Marie Curie en France. Les physiciens s'aperçoivent très rapidement qu’il existe plusieurs types de radioactivités : la radioactivité bêta (β), faite de l’émission de rayons très pénétrants, contrairement à l’alpha (α) qui est arrêtée par la moindre feuille de papier. Ils découvrent également que ces rayons peuvent être déviés par des champs magnétiques, montrant la présence de particules chargées. Ils prouvent très rapidement que ce sont des noyaux qui émettent des électrons.

Cette découverte donne lieu à une première crise théorique : la conservation de l’énergie voudrait que les électrons sortent tous à la même vitesse et à la même énergie, or ce n’est pas le cas. Cela semble incompréhensible. Niels Bohr se demande même s’il ne faut pas renoncer aux dogmes : la conservation de l’énergie ne serait-elle pas une loi statistique moyenne mais à laquelle il faudrait renoncer pour un prototype individuel ?

La crise s'approfondit et Wolfgang Pauli s’aperçoit en 1930 que non seulement la conservation de l’énergie est en question mais aussi l’isotropie de l’espace. Le chercheur postule qu’il existe une particule que personne n’a jamais vu, qui accompagne l’émission de l’électron, qui ne peut n’avoir aucune charge et une masse très petite. Enrico Fermi l’appellera "neutrino".

En 1932, James Chadwick découvre le neutron et la structure du noyau de l’atome. Contrairement au proton, le neutron est une particule instable. Si on abandonne un neutron à soi-même, en moins d’un quart d’heure, le neutron se désintègre. Enrico Fermi comprend alors qu'il s'agit de la radioactivité β : le neutron qui se désintègre donne un proton, un électron et un neutrino qui sont émis simultanément.

La radioactivité β est donc due à l’instabilité de ces neutrons...

Pour connaître la suite, téléchargez la retransmission du discours d'Edouard Brézin, de l'Académie des sciences.



Pour rappel :

Mardi 27 novembre 2012 sous la Coupole de l’Institut de France, avait lieu la seconde séance solennelle de remise des Prix de l’Académie des sciences.

Voir le reportage photo de la journée sur le site de l'Académie des sciences.

Le mécénat scientifique était le thème de l’allocution d’ouverture du Pr Alain Carpentier, Président de l’Académie des sciences ;

Les Prix Lamonica de neurologie et de cardiologie qui ont ouvert le palmarès, constituent ainsi depuis 2009, le plus grand Prix de l’Académie des sciences (200 000 €), décerné grâce au legs consenti par Madame Lamonica au profit de la Fondation pour la recherche biomédicale-PCL.
Jean-François Bach, Secrétaire perpétuel de l’Académie des sciences, a ouvert le palmarès avec les lauréats du Grand Prix Lamonica de l’Académie des sciences, Brigitte Kieffer en neurologie, Alain Tedgui et Ziad Mallat en cardiologie.

Un nouveau Grand Prix doté de 120 000 €, le « Grand Prix Fondation Générale de Santé pour la thérapie cellulaire et la médecine régénérative », décliné en trois catégories (recherche fondamentale, translationnelle et clinique), a récompensé pour sa première édition en 2012 trois chercheuses :
- Sophie Jarriault
- Monique Lafon
- Marie-Thérèse Rubio

Après la présentation de Giacomo Cavalli, lauréat du Prix de la Fondation Allianz / Institut de France, Catherine Bréchignac, Secrétaire perpétuel de l’Académie des sciences, a présenté trois autres femmes d’exception, les lauréates du Prix Irène Joliot Curie, au jury duquel l’Académie des sciences participe depuis 2011 :
- Marina Cavazzana-Calvo, « Femme scientifique de l'année »
- Bénédicte Menez, « Jeune Femme scientifique"
- Isabelle Buret "Parcours Femme entreprise".

Jean-François Bach, Catherine Bréchignac et Philippe Taquet, vice-Président de l’Académie des sciences ont poursuivi le palmarès, clos par la présentation des plus jeunes lauréats, ceux des Médailles des Grande Écoles et ceux des Olympiades, nationales et internationales, de physique et de géoscience.

En savoir plus :

Consultez notre émission en compagnie de Michel Davier sur le Boson de Higgs

- Écoutez le discours d' Yves Agid "Subconscience et cerveau", prononcé lors de la première séance solennelle de remise des Prix 2012 de l’Académie des sciences.

- Consultez nos émissions en compagnie d'Edouard Brézin
- Consultez la fiche biographique d'Edouard Brézin sur le site de l'Académie des sciences

- Consultez le palmarès des prix 2012 de l'Académie des sciences