Les particules élémentaires

En 1964  Brout, Englert et Higgs émirent une hypothèse: l'existence d'une particule élémentaire appelée boson BEH (initiales de Brout, Englert, Higgs) ou encore boson de Higgs. En 2012 la découverte fut annoncée au CERN (Centre Européen de Recherche Nucléaire). Dans un anneau de 27 km  de circonférence s'entrechoquèrent deux faisceaux de protons qui donnèrent naissance au fameux boson, le graal des astronomes, astrophysiciens et autres scientifiques.  

Le modèle standard de la physique des particules

De quoi sont constitués les atomes et les molécules de la matière. Nous ne sommes plus dans la chimie traditionnelle. Il existe des particules élémentaires beaucoup plus petites que les atomes, elles constituent ce qu'on appelle le modèle standard de la physique des particules.

Je ne décrirai pas entièrement tout ce modèle intéressant, passionnant, mais assez compliqué pour un lecteur lambda. J'ai retenu de ce modèle les fermions sortes de "briques" de la matière et les bosons qui sont des "ciments" de ces "briques", des interactions.

Par exemple, les fermions les plus connus sont les électrons qui gravitent autour du noyau d'un atome, le "ciment" qui assure la cohésion des électrons avec le noyau est le photon.

Autre exemple: les quarks qui sont des fermions  se trouvant à l'intérieur des protons et des neutrons du noyau. Les "ciments" qui assurent la cohésion de ces quarks sont les gluons.

Le boson de Higgs

Il manquait dans ce modèle le boson de Higgs. C'est chose faite.
Ci-contre une simulation de la collision de deux protons à 14 TeV (14 téraélectronvolts) produisant un boson de Higgs qui se désintègre aussitôt en plusieurs particules en bleu.




Ce boson donne de la masse à la plupart des  particules du modèle standard.

A la recherche d'un nouveau boson

On cherche depuis longtemps à intégrer dans le modèle standard le graviton, boson de la gravitation. La recherche scientifique ne s'arrête pas!

La théorie des cordes

Brian Green dans son livre L'Univers élégant nous présente une théorie surprenante, que l'on a bien du mal à comprendre,  la théorie des cordes, dans laquelle les espaces sont de dimensions 11 ou 16 ou 26 ou plus encore, au lieu de la dimension 4 de l'espace-temps d'Einstein.
Les cordes de l'Univers sont de minuscules élastiques, des brins d'énergie en vibration, des centaines de milliards de milliards de fois plus petits que l'atome. Ces cordes se trouveraient à l'intérieur de toutes les particules élémentaires.
Tout comme les vibrations des cordes d'un violon donnent les notes de musique, les vibrations de ces minuscules cordes donneraient les propriétés (masse, charge,...) aux particules élémentaires.
Les lacunes du modèle standard de l'Univers seraient ainsi comblées par de nouvelles particules élémentaires révélées par ces vibrations..
Mais alors toutes ces minuscules cordes vibreraient harmonieusement ! Notre Univers serait une véritable symphonie cosmique !