Il se murmurait que le LHC avait peut-être découvert la particule X, une nouvelle particule. C’est désormais officiel, il ne s’agissait que d’une fausse alerte.
Après la découverte du boson de Higgs en 2012 lors de la première campagne du grand collisionneur de hadrons (LHC), les espoirs étaient immenses de faire une nouvelle découverte durant la seconde campagne, d’autant plus que le LHC avait été entre temps amélioré pour être deux fois plus puissant. En décembre, des bruits ont commencé à circuler au sujet d’une découverte phénoménale, une mystérieuse particule pas prévue dans les modèles.
Petit retour en arrière. Lorsque le LHC a découvert le boson de Higgs, cela a été une première. En fait, ce n’était pas une surprise vu que cela faisait 40 ans que l’existence de cette particule est prédite par les modèles. La particule repérée en décembre n’appartenait pas aux modèles. Pour autant que son existence soit confirmée, elle aurait pu révolutionner notre compréhension de l’univers.
À l’occasion de la 38e Conférence internationale de la physique des hautes énergies (ICHEP) qui a eu lieu à Chicago, on apprend que le LHC n’a en fait rien découvert. Petit retour sur ce qui s’est passé.
Une mystérieuse bosse à 750 gigaélectronvolts
Lorsque la seconde campagne du LHC a démarré, une petite bosse a été rapidement repérée sur les graphiques, une anomalie par rapport au bruit de fond habituel, une prédominance située à 750 gigaélectronvolts (GeV). Comme une telle particule n’est prévue par aucun modèle, c’est ce qui a déclenché une certaine effervescence chez les physiciens. « On a un excès à 3 sigmas ! », un message qui est une manière de transmettre une alerte dans le langage des physiciens, une sorte de code qui donne une échelle de probabilité.
Cette valeur, appelée significance, se mesure en sigmas. Une alerte à 3 sigmas signifie que le résultat inhabituel a 0,27 % de chances d’être dû au hasard. Pour les scientifiques, la limite pour déboucher le champagne est fixée à 5 sigmas, d’où la grosse incertitude autour de cette découverte. Seule une multiplication inlassable des essais pouvait confirmer ou pas l’existence de cette particule X.
C’est comme cela que le verdict final est tombé, qu’« il n’y a pas d’excès significatif dans les données » qui confirme l’existence de cette particule. Au final, le signal à 3 sigmas est redescendu à 2,1.
L’équipe du CERN ne considère pas cette non-découverte de la particule X comme un échec, bien au contraire. Pour elle, le nouveau LHC permet d’aller beaucoup plus loin dans la recherche, en laissant la porte ouverte à d’autres découvertes historiques. « En plongeant dans la physique des particules à un niveau d’énergie encore jamais exploré, les physiciens entrent dans la période la plus intéressante de ces dernières années », confie Eckhard Elsen, le directeur de la recherche au CERN.
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On est qu’au début, le LHC est une première pierre. il faut inventer une nouvelle théorie qui dira comment collisionner les composants des atomes, quarks et en dessous, etc. Ce sera un nouveau type d’accélérateur, dont on ne verra pas ce qui circule dedans mais seulement le produit des réactions. Une sorte de superposition d’accélérateurs, avec peut être des capacités a dilater le temps.