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Qu'est-ce que le boson de Higgs ?

Particules et forces fondamentales
L'univers est composé de particules fondamentales  (ou élémentaires), citons l'électron qui est la plus connue, les neutrinos fugaces et les quarks porteurs dont certains constituent les protons et neutrons. L'univers est en outre gouverné par quatre forces fondamentales : la force nucléaire forte responsable de la cohésion des quarks formant les constituants du noyau des atomes, la force électromagnétique responsable de l'attraction des charges de signe opposé et des pôles nord et sud des aimants et dont la lumière est la manifestation la plus tangible, la force nucléaire faible responsable de la radioactivité  et la gravitation.
Nous savons que trois de ces forces résultent de l'échange de particules appelés « bosons de jauge ». Imaginez par exemple trois joueurs de football à l'entrainement sur un terrain  qui se font de petites passes rapides. Ces joueurs sont littéralement liés les uns aux autres par l'échange du ballon. de la même façon, en s'échangeant des bosons, les particules de matière se transfèrent des quantités discrètes d’énergie. Chaque force fondamentale a son boson correspondant : la force forte est véhiculée par le gluon, la force électromagnétique par le photon, tandis que les bosons W et Z sont responsables de la force faible. Bien qu’il n’ait pas encore été observé, le « graviton » devrait être la particule porteuse de la gravité.

Le Modèle standard et la théorie unifiée
Au début de la formation de l'univers, la force électromagnétique et la force nucléaire faible étaient unifiés en une seule et même force appellée force électrofaible. Cette force est décrite par la « théorie unifiée », base du Modèle standard de la physique des particules qui nous permet de comprendre la façon dont les particules fondamentales et trois des quatre forces de la nature sont reliées entre elles.
Les équations fondamentales de la théorie unifiée  permettent de décrire correctement la force électrofaible et ses particules porteuses de force. Le problème majeur dans ce modèle est que toutes ces particules paraissent dépourvues de masse. Or nous savons que les particules W et Z ont une masse non nulle. La théorie qui résout ce problème a été proposée par Robert Brout, François Englert et Peter Higgs: ce que nous appelons à présent mécanisme de Brout-Englert-Higgs donne une masse au bosons W et Z lorsqu'ils interagissent avec un champ invisible, dit « champ de Higgs »,  présent dans tout l’univers.

Le champ de Higgs et le boson du même nom
Il y a 13,7 milliards d'années, juste après le Big Bang, la champ de Higgs était nul, mais, lorsque l'univers en dilatation a commencé à se refroidir, le champ s’est développé spontanément et toutes les particules interagissant avec ce champ ont acquis une masse. Plus une particule interagit avec ce champ, plus elle est massive, un peu à la manière de la neige collant plus ou moins sous les skis en fonction du fartage. Les "skis-particules" sont alors plus ou moins lourds.
Les particules qui n’interagissent pas avec le champ, comme par exemple le photon, sont dépourvues de masse. Comme tous les champs fondamentaux, le champ de Higgs est associé à une particule, le boson de Higgs. Le boson de Higgs est ainsi la manifestation visible du champ de Higgs, un peu comme la vague à la surface de la mer.


Voir: http://home.web.cern.ch/fr/about/physics/search-higgs-boson