ATLAS est une des deux collaborations qui ont annoncé mardi dernier, 13 décembre, la possible découverte du fameux boson de Higgs. Cette particule est recherchée activement depuis plus de 30 ans car elle joue un rôle fondamental pour dans la création de la masse de la matière ordinaire. Suite à la mise en opération du grand collisionneur au CERN, deux équipes indépendantes, dont celle d’ATLAS, à laquelle des professeurs, chercheurs postdoctoraux et étudiants de l’Université de Montréal participent, ont observé un signal faible qui pourrait être dû à la présence du boson de Higgs. Bien que la confirmation exige encore beaucoup plus de mesures, les chercheurs ont bon espoir d’être sur la bonne voie.
L'unification de la force électromagnétique avec l'interaction faible, en une interaction dite "électrofaible" est réalisée, dans le Modèle Standard, par le mécanisme de Higgs. En bref, un champ scalaire, le champ de Higgs, le seul ayant un spin zéro, aurait quatre composantes. C'est par interaction avec ce champ que la masse serait conférée à la matière ordinaire. Après la brisure spontanée de la symétrie de l'interaction électrofaible, les interactions électromagnétiques et faibles se séparent, les bosons de jauge W+, W- et Z acquièrent une masse en "mangeant" trois des composantes, et reste le boson de Higgs. Le modèle ne prédit pas la masse du boson scalaire, mais pour une masse donnée, toutes les autres propriétés lui sont bien prédites. L'explication de la masse de la matière ordinaire a valu à cette particule le surnom de "particule de Dieu". La découverte du chaînon manquant que constitue le boson de Higgs serait une formidable consécration du Modèle Standard qui, jusqu'à présent, réussit parfaitement bien à décrire les mesures de précisons faites auprès des grands accélérateurs. La collaboration ATLAS a observé un excès d'événements avec 2 photons à l'état final ayant une masse invariante de 126 GeV. Un excès a été également observé dans les événements ayant 4 leptons (électrons ou muons) à l'état final, pour cette même masse. L'excès a une signifiance statistique globale de 2.6 écart-types. C'est à peu près ce qu'on aurait attendu de la désintégration de bosons de Higgs qui aurait été produite au grand collisionneur avec les données analysées à ce jour. Ce qui est encore plus intéressant, c'est que la collaboration CMS, concurrente d'ATLAS, a observé aussi un excès d'événements autour de cette même masse (119 et 124 GeV), dans ces mêmes canaux. Les deux collaborations restent prudentes, cependant, et préfèrent attendre d'avoir plus de données, et une meilleure signifiance statistique, avant de conclure à une découverte.
Le groupe de Montréal travaillant dans ATLAS se compose des chercheurs suivants :
- Professeurs : G. Azuelos, C. Leroy, J.-P. Martin
- Stagiaires postdoctoraux : P. Banerjee, M. Giunta
- Étudiants de doctorat : J. Bouchami, M. Davies, D. Shoaleh
- Étudiants de maîtrise : N. Asbah, H. Bazid, F. Dallaire, P. Soueid
Pour de plus amples renseignements :
Georges Azuelos ou Claude Leroy
Téléphone : 514-343-5804 ou 514-343-6722
Courriel : azuelos ou leroy @lps.umontreal.ca