Michel Spiro - Le CERN, le LHC et la découverte du Boson de Higgs
Channel: UnivNantes
Date: 2017-09-04

Le 4 juillet 2012, le CERN a confirmé aux médias l'existence, avec une probabilité suffisante de 5 σ de certitude (correspondants à 99,9999 %), d'une particule qui présente des caractéristiques conformes à celles que l'on attend du boson de Higgs. Les physiciens du LHC (Large hadron collider), l’accélérateur de protons du Cern ont finalement trouvé la particule proposée dans les années 1960 par trois physiciens, Brout, Englert, et Higgs. Plus de 40 ans après son "invention théorique", le boson de Higgs constituait le chaînon manquant - la seule particule encore non détectée - du Modèle Standard qui permet de décrire et comprendre le monde qui nous entoure, en ce qui concerne les particules élémentaires. C’est le champ de Higgs et ce boson qui sont censés "donner" leur masse aux particules de matière, tandis que les photons, les particules de la "lumière" - l’ensemble du rayonnement électromagnétique - en sont dépourvues.

La particule a été découverte grâce au LHC, un collisionneur de protons de 27 kilomètres de circonférence, seule machine pouvant répondre à cette exigence. Les physiciens conçoivent cette acquisition de la masse comme la conséquence d’une interaction entre les particules de matière et le champ de Higgs, dans tout l’espace temps. Le vide quantique aurait donc une sorte de viscosité, et les particules une inertie liée à leur déplacement. Leur masse ne serait donc plus une propriété intrinsèque mais une propriété partagée entre les particules et le vide. Et cette interaction aurait une histoire. Selon cette théorie, lorsque l’Univers tout entier était très dense et très chaud, quelques instants après le Big Bang, cette viscosité n’existait pas… et toutes les particules étaient dénuées de masse et beaucoup plus semblables les unes aux autres. Mais les conséquences cosmologiques de la découverte d’un boson de Higgs à 125 GeV ne s’arrêtent pas là. Il pourrait être lié à ce qui s’est passé encore plus tôt dans l’histoire de l’Univers, lorsque son énergie par particule était de 10puissance 15 à 10puissance 19GeV avec l’épisode baptisé "inflation" - la taille de l’Univers a alors augmenté à une vitesse prodigieuse - un épisode énigmatique qui fascine les cosmologistes et les physiciens.

L’intérêt de cette spéculation théorique est avivé par la découverte d’un boson de Higgs plutôt "léger", car cela pourrait correspondre à l’existence d’autres particules, dites supersymétriques, qui pourraient être produites dans l’avenir par le LHC. Le Cern est considéré comme le centre mondial de la physique des particules. Aujourd’hui 10.000 physiciens de 60 pays utilisent le LHC.

Présentation de l'intervenant

Michel Spiro, directeur de l'IN2P3/CNRS et Délégué scientifique français au Conseil du Cern depuis 2003. Il préside également le groupe de travail sur l'élargissement géographique et scientifique du Cern depuis 2009, et l'Appec (coordination européenne des agences en astroparticules) depuis 2008. Auparavant, il a été président du comité scientifique des expériences auprès du LEP (Grand collisionneur électron-positon du Cern) de 1998 à 2001. La qualité de ses recherches lui vaut de nombreux prix : prix Joliot-Curie de la Société française de physique en 1983, prix Thibaud de l'Académie des sciences de Lyon en 1985, prix Philip Morris en 1995, prix Félix Robin de la Société française de physique en 1999 et prix de l'Association française pour le rayonnement international en 2000. Président de la division physique des particules de la Société française de physique de 1984 à 1988, il devient secrétaire de la division physique des hautes énergies de la Société européenne de physique en 2000, puis président en 2001. Parallèlement à ses activités scientifiques, Michel Spiro enseigne en qualité de maître de conférences à l'École polytechnique de 1983 à 1999, puis au DEA de physique théorique de Paris. Michel Spiro a été président du conseil du CREN de 2010 à janvier 2013. Il a été élu président de la Société française de physique pour les années 2016 et 2017.