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Aujourd'hui, le 4 juillet 2021 - Plongée au coeur de l'infiniment petit.

 

La Terre peut paraître grande, y voyager prend encore un certain temps et depuis l’abandon des avions supersoniques comme notre Concorde, l’espoir de réduire les distances par un déplacement rapide s’est éteint pour un certain temps, même si de nouveaux projets d’avions du même genre sont en court. Pourtant, la planète est désormais bien connue, oui il reste encore les profondeurs océaniques à sonder, mais il est fort à parier qu’aucune civilisation ne s’y cache et qu’aucun secret à même de révolutionner notre vision du monde n’y soit découvert. Depuis que l’exploration de la planète s’est stoppée par faute de nouveaux continents à explorer, la science s’est naturellement portée sur l’espace, quelle plus grande aventure que celle d’explorer le cosmos, hélas, mille fois hélas, les distances nous séparant d’autres étoiles sont gigantesques et ne parlons même pas de celles qui nous séparent d’autres galaxies, encore plus difficiles à appréhender. Si l’aventure spatiale fait encore rêver les passionnés, son horizon est limité, frustrant. En matière de frustration, un autre domaine de la recherche scientifique focalise notre attention, c’est celui de l’infiniment petit, le domaine quantique. La matière qui nous constitue, qui constitue le monde, qui a construit tout ce qui existe dans l’espace intersidéral et même au-delà, voilà un sujet fascinant qui nous plonge dans l’origine même des choses et de la matière. Les particules qui nous composent, atomes et particules subatomiques nous échappent, elles dépassent parfois l’entendement et ne sont pas régies par les mêmes lois que celles qui contrôlent le monde macroscopique qui nous entoure et qui est bien palpable. Même pour les esprits les plus affutés, elles demeurent difficiles d’accès et réservent encore bien des mystères. Parmi ceux-ci, la subdivision à une échelle toujours inférieure de la matière. Nous sommes faits de molécules, qui sont faites d’atomes, qui sont faits de neutrons et de protons, qui sont constitués de quarks, qui sont dépendants d’autres particules. Parmi celles-ci, il en est une qui a beaucoup fait parler, sans être féru de science, son nom plane sur la culture populaire, il s’agit du boson de Higgs.

 

 

 

Subdivision de la matière

 

 

Avant d’aller plus loin, précisons que Peter Higgs est un scientifique britannique, c’est un physicien qui fait partie de ceux qui ont postulé pour l’existence d’une nouvelle particule plus petite qu’un atome et qui serait là en quelques sortes pour participer à la liaison des atomes les uns avec les autres. Pour faire très simple, il existe deux types de particules, celles qui ont un rôle constitutif de la matière (elles bâtissent), ce sont les leptons et les quarks et celles qui permettent la cohésion de ces dernières, qui agissent grossièrement comme une colle pour autoriser leur cohésion, ce sont les bosons (elles consolident). C’est une version très simple des faits car la physique quantique qui s’intéresse aux règles qui régissent l’infiniment petit est éminemment plus complexe que ces quelques mots. Disons que les scientifiques sont toujours en quête d’une nouvelle découverte qui expliquera la découverte précédente et ouvrira d’autres champs de recherche qui en ouvriront également de nouveaux, une sorte de jeu sans fin dans la quête de la connaissance. Ainsi, l’hypothèse de l’existence de ce fameux boson, dit de Higgs même si d’autres chercheurs ont postulé à son existence, apportait de nouvelles connaissances essentielles et permettait de comprendre le comportement encore mystérieux d’autres particules. La découverte du boson de Higgs était donc très attendue, elle répondait à une question essentielle en physique, pourquoi certaines particules ont une masse tandis que d’autres n’en ont pas (comme par exemple les photons constitutifs de la lumière et qui n’ont pas de masse). Au-delà de cette question, l’existence du boson de Higgs aurait permis de creuser encore davantage la question de l’origine de la matière et de l’univers, un programme passionnant, sans doute le plus ambitieux de l’histoire scientifique de l’humanité.

 

 

Le physicien Peter Higgs

 

 

 

2012 fut donc une grande année et ce fut le 4 juillet que le boson de Higgs fut officialisé par le CERN, le Centre européen en matière de recherche nucléaire, ce qui provoqua l’exaltation du monde scientifique tout entier. Pour faire simple, car là encore le sujet est plus que complexe, les scientifiques utilisent ce qu’on nomme un accélérateur de particules, immense complexe scientifique, pour tenter de détecter de nouvelles particules. Le principe est assez simple, même si la mise en œuvre est ardue. On propulse des particules dans des « tubes », afin de les accélérer à de folles vitesses et l’on fait en sorte de provoquer des collisions de particules pour voir ce qui en sort. C’est un peu comme si on lançait une boule de terre compactée à grande vitesse contre un mur pour séparer l’agglomérat de terre et examiner ensuite l’ensemble pour découvrir de plus petits morceaux à identifier. La comparaison s’arrête là, car l’examen de nouvelles particules est difficile et il est éphémère, il faut bien comprendre que nous n’examinons rien à l’œil nu, même pas au microscope, nous parlons ici de particules bien trop petites pour être vue, non, c’est leur présence qui est détectée, rien de plus. Pour avoir une idée de l’échelle, un atome mesure  en moyenne 10 puissance -10 mètre, soit un dixième de millionième de millimètre et je ne vous parle ici que de l’atome, pas de son cœur le noyau, lui-même 100 000 plus petit que cela…et pour toucher des particules encore plus petites comme le boson de Higgs, on devrait se perdre dans les méandres insondables de l’infiniment petit jusqu’à toucher du doigt l’ultime subdivision de la matière, si tenté que cela s’arrête à une certaine échelle de taille…

 

 

Vue en coupe du Grand collisionneur de hadrons, accélérateur de particules du CERN

 

 

 

La confirmation du boson de Higgs est donc un progrès considérable pour la physique, elle ouvre de nouvelles possibilités de recherche, permet de bâtir de nouvelles hypothèses, d’approfondir de nouvelles théories, bien sûr tant de questions restent posées qu’il faudra sans doute encore des décennies avant de percer les mystères de l’infiniment petit et de l’infiniment grand, ultimes frontières de la connaissance. Si vous désirez aller plus loin sur ces sujets mais que cela vous effraye, que vous n’y connaissez rien en matière de…matière et d’espace, je vous conseille fortement la lecture d’un ouvrage de vulgarisation écrit par un physicien français, disciple de Stephen Hawking, L’univers à portée de main écrit par Christophe Galfard. Ce livre tient ses promesses et son titre n’est pas usurpé même si plusieurs lectures peuvent s’avérer nécessaires pour assimiler les principes qui y sont expliqués. Ce livre est une merveille de vulgarisation, il vous révélera les secrets de la physique, de l’univers et vous emportera d’une manière détendue et agréable aux portes de la connaissance scientifique, à coup sûr, il vous donnera envie d’approfondir le sujet et vous en sortirez grandi par les informations obtenues. La science n’est pas toujours facile d’accès, mais elle devrait être rendue plus aisée, ne serait-ce que pour révéler son importance capitale au grand public. Le battage médiatique autour de la découverte du boson de Higgs a enthousiasmé les scientifiques, mais signe que le combat de la connaissance n’est pas vain, la presse généraliste s’est emparée de cette découverte pour la livrer au public. Il y a donc encore un peu de bon chez nos amis les médias qui ne sont pas encore totalement tombés dans le côté obscur de la Force…bien sûr, de la force du boson de Higgs.