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8 novembre 2011 2 08 /11 /novembre /2011 13:38

Qui se permettra de le dire ?

 

A-t-on bâti le L.H.C. seulement pour trouver le Higgs ? Cette question a été récemment posée, parce que commence sérieusement à poindre l’idée qu’il pourrait ne pas y avoir de boson de Higgs à détecter contrairement à ce que le modèle standard des particules élémentaires prévoit. D’ailleurs, est-ce à titre préventif que Rolf Heuer, l’actuel directeur général du CERN dit en juillet de cette année : « En ce qui concerne le boson de Higgs, en particulier, si on le trouve ou si on l’exclut ce sera une grande découverte. »

Rappelons-nous, ce fameux boson a été inventé, il y a une cinquantaine d’années, par le physicien Peter Higgs, pour rendre compte pourquoi certaines particules ont une masse. En septembre 2000 dans le cadre du L.E.P., l’ancêtre du LHC, des physiciens avaient pensé l’avoir décelé dans le détecteur Aleph. Trop peu d’évènements fiables (autour de 115 GeV) pour tirer des conclusions définitives. Obligation fin 2000 d’arrêter le LEP pour commencer la construction du LHC. Ce qui fut une source de tension importante au sein de la communauté scientifique. Mais l’espoir avait été qu’à partir de 2008-2009, on aurait des niveaux d’énergie des faisceaux de protons ainsi que des niveaux de sensibilité de nouveaux détecteurs (Atlas et CMS, auxquels à chacun de ceux-ci sont attachés près de 3000 chercheurs) qui permettront de détecter à coup sûr ce boson s’il existe. Les déconvenues regrettables à propos de la mise en route laborieuse du LHC ont renvoyé à courant 2010 le début des expériences de détection. Et toujours rien ! Encore rien ! C’est selon le degré d’impatience.

En mai 2006, (dans les Dossiers de la Recherche, n° 23), l’actuel Président du Conseil du CERN, Michel Spiro déclare : « L’enjeu principal à court terme est donc la découverte du boson de Higgs. On ne l’a pas trouvé au CERN avec le LEP ; on le cherche maintenant au Fermilab. D’après les prédictions théoriques, on a de bonnes chances de le trouver au LHC. Si on ne le trouve pas au LHC, c’est qu’il y a un vrai problème avec le modèle standard. »

Au Fermilab, arrêté ce mois d’octobre, on a rien détecté durant toute cette période, on a par contre restreint le domaine de sa masse possible. Un peu plus loin dans le même article M. Spiro affirme : « Il ne faut pas perdre de vue qu’il est possible que ce boson soit plus difficile à détecter que prévu, voire qu’il n’existe pas… »

Il y a quelques jours, Fabiola Gianotti, porte-parole de l’expérience Atlas, a confirmé : « Nous sommes parvenus à circonscrire le boson de Higgs dans la partie basse de la gamme de masses dans laquelle il est susceptible de se trouver (115–150GeV). C’est là que les théoriciens et les expérimentateurs s’attendaient à ce qu’il soit, mais cette zone est la plus difficile à étudier. Dans les jours et les semaines à venir, les équipes des expériences LHC analyseront la totalité des données 2011… » Certains sont plus précis, ils le situeraient dans la gamme 114-135GeV.

Il se trouve que ce domaine de masse a déjà été sérieusement ausculté. Dans le ‘Monde’ du 16/01/2007, dans un article intitulé « Les équipes du Fermilab de Chicago se replacent dans la chasse au boson de Higgs », M. Spiro reconnaît que « les Américains ont une chance de trouver le Higgs si sa masse est comprise entre 114 et 130GeV ».

 Est-ce que la fuite en avant est judicieuse ? (Voir dans le ‘Monde’ du 24/9),  dans les cartons reposent déjà les plans des futurs accélérateurs pour pousser plus loin les limites de la connaissance. Pour les en sortir, il faudra accepter de financer pour plusieurs milliards d’euros de nouvelles machines. « La société sera prête à nous soutenir, même s’il n’y a pas d’applications concrètes immédiates. Mais il faudra être très clair sur nos objectifs et très sérieux dans notre travail (sic) », pense Guido Tonelli, porte-parole de CMS.

A propos des particules supersymétriques ? Là encore, les résultats cumulés depuis le début du fonctionnement du LHC, indiquent qu’il n’y a aucune particules supersymétriques produites. Pas le moindre frémissement.

La théorie de la supersymétrie s’est imposée il y a une bonne trentaine d’années pour que le processus de l’unification des interactions fondamentales puissent être prolongé. Après le succès de l’unification de l’interaction électromagnétique avec l’interaction faible en une même interaction électrofaible, il était légitime de considérer que dans certaines conditions celle-ci s’unifie avec l’interaction forte. Pour sortir du milieu du gué ce processus d’unification il a fallu introduire une nouvelle hypothèse, celle de la supersymétrie. A la supersymétrie correspond des particules symétriques (sparticules) qui devraient si elles existent pouvoir être détectées au LHC. Le fait que l’on ait encore rien identifié ne permet pas de remettre en cause cette hypothèse. Cela indique que l’édifice théorique est fragile. En plus il y avait l’espoir de réaliser avec une pierre deux coups, car une de ces sparticules, la plus légère et stable, pourrait être un constituant élémentaire de la matière noire appelé neutralino.

John Ellis, au CERN, le 13/09, a déclaré en répondant à la question : Et si le LHC ne trouve rien du tout ? « Eh bien, cela pourrait vouloir dire qu'il n'y a rien qui ressemble à un boson de Higgs du Modèle standard, ou alors que cette particule est tellement lourde qu'elle se comporte d'une façon que nous ne pouvons pas calculer (pour le moment, bien sûr !). J'ai toujours dit que le résultat le plus intéressant pour les théoriciens serait qu'il n'y ait aucun boson de Higgs d'aucune sorte. Cela nous obligerait à abandonner toutes les idées qui ont inspiré nos théories depuis 47 ans. »

Depuis 47 ans ? Non ! Depuis plus longtemps que ça, c'est-à-dire depuis l’avènement de la Théorie Quantique des Champs (TQC), depuis donc les années 1930-1940. Dans l’article précédent : ‘ETONNANT’, j’avais mis en exergue ce jugement radical de J. Bell à dessein : « Les conventions sur les formulations de la théorie quantique, ainsi que de la théorie quantique des champs en particulier, sont vagues et ambigus, à cause d’un manque de professionnalisme. Les physiciens théoriques, professionnels, doivent être capables de faire mieux. D. Bohm, nous a montré le chemin. »

Le mécanisme de Higgs et la théorie de la supersymétrie, sont des productions directes de la TQC. Qui se permettra de dire qu’il faudrait remettre en cause ce bagage théorique, avec ses concepts, ses outils et ses mécanismes mathématiques ? Cela provoquerait un sacré tremblement que de remettre en cause radicalement la TQC. Pourtant celle-ci est à la fois bien née avec la conception de l’électrodynamique quantique…jusqu’à l’unification électrofaible, mais elle est concomitamment mal née avec la nécessité de la renormalisation. Cette renormalisation incontournable a été à l’origine d’une bifurcation dans la manière de travailler, de réfléchir, de la part des physiciens, parce que à cette occasion s’est mis en route l’engrenage de la résolution par le calcul, une sorte d’ingénierie pour contourner les apories potentielles, au détriment de l’approfondissement conceptuel et du formalisme, au détriment de la nécessité de placer sur un socle consistant et cohérent les fondements des propriétés physiques que l’on veut mettre en évidence. Ainsi on peut s’interroger : pourquoi a t’on laissé se propager l’incompatibilité entre l’impossibilité absolue pour un électron, ou toute particule de matière chargée d’ailleurs, d’être nu, c.-à-d. sans qu’il soit paré de son champ électromagnétique, comme nous l’indique l’invariance de jauge ? et le fait que la densité lagrangienne de l’électrodynamique quantique résulte de la somme des trois densités suivantes, celle du champ, celle de la particule de matière nue (sic), celle de l’interaction champ-charge.  

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