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Une expérience sur le quark top vue comme une « excellente répétition » dans la recherche sur le boson de Higgs

Une équipe internationale de physiciens, composée notamment de chercheurs de l'Université McGill, a découvert un mécanisme rare qui produit un seul quark top, le constituant élémentaire le plus lourd connu à ce jour. Il s'agit d'une percée qui rapproche la communauté internationale de physique du Saint-Graal.

La collaboration DZero, à laquelle participent au-delà de 600 scientifiques originaires de plus de 20 pays, fait appel à des techniques de pointe destinées à passer au crible un million de milliards de collisions proton-antiproton, afin d'observer une soixantaine de collisions contenant un seul quark top. L'expérience a été menée au Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) du ministère de l'Énergie des États-Unis, situé près de Chicago. Le laboratoire a utilisé le Tevatron, le plus puissant collisionneur au monde.

« Deux raisons expliquent l'engouement que suscite cette recherche parmi les physiciens aux quatre coins du monde : c'est un nouveau test direct du « modèle standard» de la physique des particules élémentaires, et c'est une expérience des plus stimulantes qui nécessite que soient passées au peigne fin d'exceptionnelles quantités de données. L'on peut en quelque sorte affirmer que nous avons cherché une aiguille dans une botte de foin », a mentionné Prof. Brigitte Vachon, titulaire de la Chaire de recherche du Canada en physique des particules et chef de l'équipe mcgilloise DZero. « Les défis relevés dans ces travaux sont exactement les mêmes que nous sommes appelés à relever dans notre poursuite du boson de Higgs. Cela prouve que nous pouvons y arriver. Nous procédons à une excellente répétition », a-t-elle ajouté.

L'insaisissable boson de Higgs — considéré comme le Saint-Graal de la physique corpusculaire — est un champ de forces que les scientifiques croient susceptible d'expliquer l'origine de la masse. Le Pr Peter Higgs de l'Université d'Édimbourg en a proposé l'existence en 1964. Cependant, le boson de Higgs n'a jamais été observé en laboratoire et n'existe actuellement que sous la forme d'une équation mathématique théorique.

« C'est quelque chose qui remplit tout l'Univers, et en interagissant avec ce champ de force, les particules élémentaires acquièrent leur masse, comme le fait de marcher dans une piscine. La découverte du boson de Higgs et l'étude de ses propriétés se traduiraient par une réussite globale pour les scientifiques du monde entier, leur permettant ainsi de mieux comprendre l'Univers », a expliqué Prof. Vachon.

Comme l'indique Brigitte Vachon, les chercheurs poursuivent cette quête animés d'une ferveur qui ne se dément pas. Ils procèdent maintenant à des expériences en physique des particules de « prochaine génération » au laboratoire du Centre européen pour la recherche nucléaire (CERN), situé à Genève, dont le début d'opération est prévu pour la fin de cette année.

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