Le boson de Higgs à découvert ?

Le séminaire du CERN tant attendu vient de se clore à Genève. Les physiciens du CERN ont-ils enfin levé l'un des derniers coins du voile posé sur le modèle standard de la physique des particules ? Voilà en résumé ce qui a été annoncé par les expériences ATLAS et CMS au sujet de notre beau boson de Higgs :

Deux ans de prise de données ont permis d'exclure une grande partie des possibilités de masse pour le Higgs. Le dernier semestre 2011 ne laissait ouverte qu'une fenêtre située entre 114 GeV et 141 GeV.

Cette plage d'énergie a pu être entièrement étudiée et les résultats indiquent ceci :

Pour CMS, un excès d'événements apparaît entre 115 GeV et 127 GeV dans tous les canaux de désintégration étudiés avec une probabilité un peu plus forte vers 124 GeV ou en dessous.

Pour ATLAS, un excès d'événements apparaît entre 116 et 130 GeV également dans les différents canaux, avec un singulier excédent vers 125 GeV.

Je cite :

Fabiola Gianotti, porte-parole de la collaboration ATLAS :

« Nous avons circonscrit la gamme de masse la plus probable pour le boson de Higgs dans un créneau de 116-130 GeV, et, ces dernières semaines, nous avons commencé à observer un singulier excédent d'événements autour de 125 GeV. Cet excédent pourrait s'expliquer par une fluctuation, mais il pourrait aussi s'agir de quelque chose de plus intéressant. Nous ne pouvons tirer aucune conclusion pour l'instant. Nous avons besoin de plus d'études et de plus de données. Compte tenu de l'excellente performance du LHC cette année, nous n'aurons certainement pas besoin d'attendre longtemps pour obtenir suffisamment de données et nous pouvons espérer résoudre l'énigme en 2012. »

Guido Tonelli, porte-parole de la collaboration CMS : 

« Nous ne pouvons pas exclure la présence du Higgs du Modèle standard entre 115 et 127 GeV, en raison d'un modeste excédent d'événements dans cette région de masse qui s'est manifesté, de façon assez cohérente, dans cinq voies indépendantes. Cet excédent est compatible avec la présence d'un Higgs du Modèle standard dans le voisinage de 124 GeV ou au-dessous, mais la signifiance statistique n'est pas suffisante pour permettre de conclure. À ce stade, ce que nous voyons correspond soit à une fluctuation du bruit de fond, soit à la présence du boson. Des analyses plus fines et les données supplémentaires que nous fournira cette magnifique machine en 2012 nous donneront assurément la réponse. »

Le fait que les deux expériences fournissent un signal situé environ à la même énergie est très encourageant pour la mise en évidence du boson de Higgs à cette énergie. Cependant, des données supplémentaires sont nécessaires pour affiner le niveau de confiance que l'on peut accorder à cet excès de signal qui pourrait être un Higgs avec une masse de 125 GeV, et donc pour pouvoir en annoncer officiellement la découverte.

candidat Higgs dans CMS (canal gamma-gamma)

Un élément très intéressant est la relative faiblesse de la masse observée qui serait celle de ce boson de Higgs. Elle pourrait avoir des implications importantes en favorisant l'existence d'une physique non-standard (supersymétrie), dont une signature pourrait être de nouvelles particules lourdes, qui seraient potentiellement accessibles au LHC à plus haute énergie. La supersymétrie est également à la base d'une solution très investiguée actuellement pour expliquer la matière noire de l'Univers.

D'après ces résultats, le boson de Higgs semble donc se découvrir légèrement, mais sans se montrer encore pleinement dans la lumière des faisceaux du CERN; Il ne peut donc pas encore être reconnu comme tel, par manque de signifiance (quantité de données trop faibles).

En une phrase, l'annonce d'aujourd'hui permet de sortir les coupes de Champagne et les petits fours du congélateur, et le rendez-vous est prévu en 2012 pour sabler les bouteilles, ou bien pour tout remballer et sombrer dans des réflexions existentielles !..

Lire aussi cette analyse des résultats annoncés :  http://sortirdediaspar.blogspot.com/2011/12/crouching-physicists-hidden-higgs.html