Physique des particules : le CERN va faire une grande "mise à jour" du modèle actuel

Matthieu Legouge
Spécialiste Hardware
14 octobre 2018 à 14h04
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Boson de Higgs

Le CERN, plus grand centre de physique des particules du monde, se donne deux ans pour réfléchir à une grande mise à jour de la stratégie européenne pour la physique des particules. L'objectif est d'établir une vision commune et à long terme en Europe autour de la discipline.

De nombreuses années se sont écoulées depuis la mise en service du Synchrocyclotron, le premier accélérateur à protons, en 1957 et la construction du Grand collisionneur électrons-positrons (LEP) et son tunnel de 27 km de circonférence qui fut inauguré en 1989. Cet ouvrage, qui constitue le plus grand accélérateur de particules du monde, sera réutilisé en 2008 pour lancer le Grand collisionneur de hadrons (LHC). C'est ce dernier qui permettra aux scientifiques la découverte du Boson de Higgs. Cette particule élémentaire a apporté une grande crédibilité au modèle standard de la physique des particules établi dans les années 70 et a permis d'établir un consensus autour du tableau des composants de la matière.

Pourquoi y a-t-il plus de matière que d'antimatière dans l'Univers ?

Toutefois, le modèle standard contient encore un grand nombre de paramètres libres (des valeurs et des constantes qui permettent de décrire la masse et le couplage des particules) qui restent à déterminer. Le modèle standard laisse beaucoup de questions sans réponses, notamment concernant la matière noire, mais aussi la relativité générale ou l'accélération de l'expansion de l'univers. C'est l'une des raisons pour laquelle le conseil du CERN, lors de sa 190e session, a décidé du lancement de cette mise à jour.

« Le Modèle standard, la théorie qui décrit le mieux les forces et les particules connues, est incroyablement robuste et il a été couronné par la découverte du boson de Higgs en 2012. Toutefois, on dispose de beaucoup d'éléments qui donnent à penser qu'il est incomplet » a déclaré Sijbrand de Jong, président du Conseil du CERN. Et d'ajouter : « Il doit y avoir quelque chose au-delà du Higgs et au-delà du Modèle standard, et l'heure est venue de se demander où nous en sommes et quelle direction prendre pour la suite ».

Une stratégie pour que l'Europe reste au premier plan

Cette « nouvelle vision » initiée par le CERN achèvera son processus en mai 2020 avec une session spéciale du conseil du CERN qui recevra pour approbation la stratégie finale mise à jour.

Halina Abramovicz, présidente du groupe sur la stratégie européenne à tenu à détailler les orientations de ce processus :« Le processus de stratégie européenne consiste à faire un état des lieux de la physique des particules, en rassemblant toute la communauté pour déterminer ce que devrait être la vision à long terme de l'Europe. Il s'agit de dessiner l'avenir de la discipline pour les dix années à venir et au-delà. Nous devons commencer à réfléchir à ce que nous souhaitons comme paysage de la recherche en physique des particules après le LHC ».
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cunlhaontz
Avant de se demander “Pourquoi y a-t-il plus de matière que d’antimatière dans l’Univers ?” commençons par répondre de façon claire à la question “Y a-t-il plus de matière que d’antimatière ?”.<br /> Car rien scientifiquement prouve que c’est le cas. Pire, cela pose des questions, l’introduction de particules exotiques, de certaines violations etc.<br /> Investir massivement pour répondre à la question “Y a-t-il” éviterait beaucoup de conjectures acquises comme des faits (le comble de la science) ET éviterait d’investir plus massivement (le cas aujourd’hui) pour essayer de répondre à la première qui n’a peut-être pas lieu d’être.<br /> Par exemple, vérifions définitivement le comportement d’un antiatome dans un champ gravitationnel.
Badulesia
Bonjour<br /> “Car rien scientifiquement prouve que c’est le cas”<br /> Nous n’observons que de la matière. Le problème est connu et tranché depuis longtemps.<br /> De mémoire, il s’agit d’un problème de violation de la symétrie CP dans les premiers instants de l’Univers. Le sujet est vaste et documenté …<br /> https://home.cern/fr/topics/antimatter/matter-antimatter-asymmetry-problem<br /> fr.wikipedia.org<br /> Symétrie CP<br /> Vous pouvez partager vos connaissances en l’améliorant (comment ?) selon les recommandations des projets correspondants.<br /> En physique des particules, une théorie possède la symétrie CP si elle est invariante sous une transformation simultanée de conjugaison de charge (C), qui échange particules et antiparticules, et une inversion d'espace suivie d'une rotation de 180°selon un axe perpendiculaire au plan miroir (Parité). Introduite après la découverte de la violation de la parité dans certaines ré...<br /> … et plein d’autres articles quasiment tous en anglais que vous saurez bien trouver.<br /> Cdt.
PtiFranc
plus on en découvre, plus on se rend compte qu’il en reste a découvrir!
xeno
Visiblement l’expansion de l’univers ne va pas que vers l’infinie grand mais aussi l’infiniment petit.<br /> Je pense qu’il faut arrêter de croire qu’il y a une limite a la petitesse.
Felaz
C’est difficile a imaginer, dans les 2 sens !
vbond
C’est pas faux…<br /> ;)
tmtisfree
Le titre n’a rien à voir avec l’article : il n’y a aucune mise à jour du modèle standard (il n’y a pas eu de découverte significative récente). Ce que le CERN met à jour est sa politique de recherche.<br /> De plus, comme déjà abordé plus haut, il n’y a pas « plus de matière que de matière noire », c’est probablement même le contraire comme l’indique lui-même le CERN [1] : « La matière noire semble représenter une masse environ six fois supérieure à celle de la matière visible ; elle devrait constituer environ 27 % de l’Univers. Voilà qui donne à réfléchir : la matière que nous connaissons et qui constitue toutes les étoiles et les galaxies ne représente que 5 % du contenu de l’Univers. »<br /> Bref article bâclé.<br /> [1] https://home.cern/fr/about/physics/dark-matter
Matthieu_Legouge
@tmtisfree : Un titre est forcément limité par sa taille et tu remarqueras que “mise à jour” est entre guillemets et qu’il suffit de lire l’introduction pour comprendre de quoi traite l’article.<br /> Concernant le fond de ton commentaire … il est malheureusement bâclé lui aussi (surement parce que tu n’as pas lu l’article, ou juste survolé), étant donné que la question qui fait débat jusqu’ici est celle de l’asymétrie matière/antimatière ! Tu confonds donc matière noire et antimatière, la matière noire étant un (hypothétique !) constituant de la matière.<br /> " Il ne faut pas du tout confondre la matière noire et l’antimatière. De toute façon, on sait qu’il n’y a en moyenne qu’une particule d’antimatière pour un milliard de particules de matière. Donc l’antimatière ne joue aucun rôle dans l’Univers d’aujourd’hui, alors que la matière noire est prépondérante." J.P Luminet, astrophysicien.
i5i5
Modèle Janus, Jean-Pierre Petit, Astrophysics and Space Science …<br /> C’est ça la mise à jour !
BetaGamma
Va donc donner tes leçons à ce panel de prix nobels et de scientifiques hors pairs… mais que ne faut il pas lire ? Tu as trouvé ca dans science et avenir ?
tmtisfree
Je ne confonds pas : si tu avais lu le § toi-même, dont le titre contient le mot « antimatière », il n’y est pas discuté d’antimatière mais de « matière noire », donc j’ai supposé que le titre du § était une erreur (comme le titre de l’article), ce qu’il est probablement.<br /> Vu le nombre d’articles et titres semi-débiles pour attrape-nigauds qui sont déversés tous les jours ici, ce n’est pas vraiment un reproche tenable, surtout comme l’illustre parfaitement ta citation (« l'antimatière ne joue aucun rôle dans l’Univers d’aujourd’hui »).
Matthieu_Legouge
Où est-il question d’une quantité de matière plus importante que de matière noire ?<br /> L’article stipule " le modèle standard contient encore un grand nombre de paramètres libres (des valeurs et des constantes qui permettent de décrire la masse et le couplage des particules) qui restent à déterminer. Le modèle standard laisse beaucoup de questions sans réponses, notamment concernant la matière noire […] "<br /> C’est un fait, comme le décrit un autre article, du CNRS cette fois-ci : “Pour résumer ce tableau compliqué (celui du modèle standard), disons que ça arrangerait bien les physiciens des particules si une théorie venait remplacer ou compléter le modèle standard, et cela arrangerait bien les astrophysiciens aussi car de nouvelles particules pourraient alors constituer la matière noire”
i5i5
Regardez la vidéo du modèle Janus, Einstein, c’est dépassé !
FoxLeGoupil
@i5i5 : Sauf que le modèle Janus est largement contesté. Einstein a encore de beaux jours devant lui surtout avec les découvertes “récentes” comme le Boson de Higgs et les ondes gravitationnelles qui étaient des prédictions de la théorie de la relativité générale.
cunlhaontz
Je te rassure : les scientifiques prix Nobel savent cela mieux que quiconque.<br /> En fait, tout scientifique avec un « haut » niveau connaissent cette possibilité.<br /> C’est pour cela que beaucoup attendent les résultats des expériences en cours et à venir sur les effets de la gravitation sur l’antihydrogène pour enfin constater les caractéristiques réelles de l’interaction gravitationnelle de l’antimatière.<br /> Mais ses expériences sont autant complexes et couteuses (par exemple, ATRAP en a donné les bases).<br /> Côté publications : abandonne science et vie pour arxiv mais les rédactions n’y sont pas vulgarisées.
cunlhaontz
La violation de la symétrie CP reste purement théorique.<br /> Elle reste actuellement celle privilégiée mais n’est pas la seule.<br /> Certaines variantes de la théorie MOND par exemple proposent des alternatives avec un équilibre entre matière et antimatière qui a le double avantage de ne avoir à intégrer de composante de violation et de mieux expliquer les répartitions filamenteuses de la matière observable.
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