Au Large Hadron Collider (LHC) en Europe, plus vite c'est mieux. Cependant, d'autres chercheurs proclament pas si vite. Le LHC n'a peut-être pas découvert le boson de Higgs, le boson qui donne de la masse à tout, la particule de dieu comme certains l'ont appelé. Alors que la découverte du boson de Higgs en 2012 a culminé avec l'attribution en décembre 2013 du prix Nobel à Peter Higgs et François Englert, une équipe de chercheurs a soulevé ces doutes sur le boson de Higgs dans son article publié dans la revue Physical Review D.
Le discours est similaire à ce qui s'est déroulé l'année dernière avec la détection de la lumière depuis le début des temps qui a marqué l'époque de l'inflation de l'Univers. Les chercheurs qui étudient les profondeurs de l'Univers et les profondeurs intérieures des particules subatomiques recherchent des signaux à la limite de la détectabilité, juste au-dessus du niveau de bruit et à proximité des signaux provenant d'autres sources. Pour les observations du télescope BICEP2 (articles antérieurs U.T.), cela revient à peu près à la planche à dessin, mais les doutes du Higgs Boson (articles U.T. antérieurs) sont certainement difficiles mais nécessitent des preuves plus solides. Dans les affaires humaines, si le boson de Higgs n'a pas été détecté par le LHC, que faire avec un prix Nobel attribué?
Le défi actuel pour le boson de Higgs n'est pas nouveau et n'est pas seulement un problème de détectabilité et d'acuité des capteurs comme c'est le cas avec les données BICEP2. Le télescope spatial Planck a révélé que la lumière rayonnée par la poussière combinée au champ magnétique dans notre galaxie de la Voie lactée pourrait expliquer le signal détecté par le BICEP2 que les chercheurs ont proclamé comme la signature primordiale de la période d'inflation. La particule de Higgs Boson est en fait une prédiction de la théorie proposée par Peter Higgs et plusieurs autres à partir du début des années 1960. Il s'agit d'une particule prédite à partir de la théorie des jauges développée par Higgs, Englert et d'autres, au cœur du modèle standard.
Cet article récent provient d'une équipe de chercheurs du Danemark, de la Belgique et du Royaume-Uni dirigée par le Dr Mads Toudal Frandsen. Leur étude intitulée «Le boson de Technicolor Higgs à la lumière des données du LHC» explique comment leur théorie appuyée prédit Technicolor quarks à travers une gamme d'énergies détectables au LHC et que celle-ci en particulier se situe dans le niveau d'incertitude du point de données déclaré comme le boson de Higgs. Il existe des variantes de la théorie technicolore (TC) et le document de recherche compare en détail la théorie du champ derrière le modèle standard Higgs et le TC Higgs (leur version du boson de Higgs). Leur conclusion est qu'un TC Higgs est prédit par la théorie Technicolor qui est cohérent avec les propriétés physiques attendues, est de faible masse et a un niveau d'énergie - 125 GeV - indiscernable de la résonance maintenant considéré comme le Higgs modèle standard. La leur est une particule composite et elle ne donne pas de masse à tout.
Alors vous dites - attendez! Qu'est-ce qu'un Technicolor dans le jargon de la physique des particules? Pour répondre à cette question, vous voudriez parler à un plombier de South Bronx, New York - Dr Leonard Susskind. Bien qu'il ne soit plus plombier, Susskind a d'abord proposé Technicolor pour décrire la rupture de la symétrie dans les théories de jauge qui font partie du modèle standard. Susskind et d'autres physiciens des années 1970 ont jugé insatisfaisant que de nombreux paramètres arbitraires soient nécessaires pour compléter la théorie de la jauge utilisée dans le modèle standard (impliquant le scalaire de Higgs et le champ de Higgs). Les paramètres définissent par conséquent la masse des particules élémentaires et d'autres propriétés. Ces paramètres étaient attribués et non calculés, ce qui n'était pas acceptable pour Susskind, ‘t Hooft, Veltmann et autres. La solution impliquait le concept de Technicolor qui fournissait un moyen «naturel» de décrire la répartition de la symétrie dans les théories de jauge qui composent le modèle standard.
Technicolor en physique des particules partage une chose simple en commun avec Technicolor qui a dominé l'industrie des films couleur au début - le terme composite dans la création de couleurs ou de particules.
Si la théorie entourant Technicolor est correcte, alors il devrait y avoir beaucoup de particules de techni-quark et de techni-Higgs à trouver avec le LHC ou un accélérateur de prochaine génération plus puissant; un véritable zoo de particules en plus du boson de Higgs. La théorie signifie également que ces particules «élémentaires» sont matériaux composites de petites particules et qu'une autre force de la nature serait nécessaire pour les lier. Et ce nouvel article de Belyaev, Brown, Froadi et Frandsen affirme qu'une particule techni-quark spécifique a une résonance (point de détection) qui est dans l'incertitude des mesures pour le boson de Higgs. En d'autres termes, le boson de Higgs pourrait ne pas être «la particule du dieu» mais plutôt une particule Technicolor Quark composée de particules plus petites et plus fondamentales et d'une autre force qui les lie.
Cet article de Belyaev, Brown, Froadi et Frandsen rappelle clairement que le modèle standard n'est pas réglé et que même la découverte du boson de Higgs n'est pas sûre à 100%. L'année dernière, des capteurs plus sensibles ont été intégrés au LHC du CERN, ce qui aidera à réfuter ce défi à la théorie de Higgs - Higgs Scalar and Field, le Higgs Boson ou pourrait révéler les signatures de particules Technicolor. De meilleurs détecteurs peuvent résoudre la différence entre le niveau d'énergie du quark Technicolor et du boson de Higgs. Les chercheurs du LHC ont rapidement déclaré que leur travail allait au-delà de la découverte du boson de Higgs. De plus, leur travail pourrait en fait prouver qu'ils ont trouvé le boson de Higgs.
En contactant le co-investigateur Dr. Alexander Belyaev, la question a été posée - les mises à jour récentes de l'accélérateur du CERN fourniront-elles la précision nécessaire pour différencier un technie-Quark de la particule de Higg?
"Il n'y a bien sûr aucune garantie", a répondu le Dr Belyaev au magazine Space, "mais la mise à niveau du LHC offrira certainement un bien meilleur potentiel pour découvrir d'autres particules associées à la théorie du Technicolor, telles que les Techni-mésons lourds ou les Techni-baryons."
Résoudre les doutes et choisir les bons ajouts au modèle standard dépend de meilleurs détecteurs, de plus d'observations et de collisions à des énergies plus élevées. Actuellement, le LHC est en panne pour augmenter les énergies de collision de 8 TeV à 13 TeV. Parmi les observations au LHC, la super-symétrie n'a pas bien fonctionné et les observations, y compris la découverte de Higgs Boson, ont soutenu le modèle standard. La faiblesse du modèle standard de la physique des particules est qu'il n'explique pas la force gravitationnelle de la nature, contrairement à la super-symétrie. La théorie de Technicolor maintient de solides partisans comme le montre ce dernier article et elle laisse un doute que le boson de Higgs a été réellement détecté. En fin de compte, un autre accélérateur de particules de nouvelle génération plus puissant peut être nécessaire.
Pour Higgs et Englert, le renversement de la découverte n’est en aucun cas la ruine de l’œuvre d’une vie ou le licenciement d’un prix Nobel. Le travail théorique des physiciens a longtemps été reconnu par des prix antérieurs. Le modèle standard comme, au moins, une solution partielle de la théorie de tout est comme un puzzle de scie sauteuse. Morceau par morceau, c'est la façon dont il est développé, mais non sans faux pas. De plus, les pièces ajoutées au modèle standard peuvent être comme un château de cartes et nécessitent de remplacer une solution plus grande par une tout autre. Ce pourrait être le cas de Higgs et Technicolor.
Parfois, comme des enfants quelque peu déterminés, les physiciens ont introduit une solution dans le puzzle en cours qui semble convenir mais doit finalement être rétractée. Le discours actuel ne justifie pas encore une rétractation. L'élégance et la simplicité sont les caractéristiques ultimes recherchées dans les solutions théoriques. Les physiciens des particules utilisent également le terme Naturel lors de la description des problèmes liés aux paramètres de la théorie des jauges. Les solutions - les pièces - du puzzle créé par Peter Higgs et François Englert ont été les fers de lance et ont encouragé de nouveaux travaux qui permettront de parvenir à un modèle standard plus solide, mais peu ou pas du tout prétendent qu'il émergera comme théorie de tout.
Références:
Pré-impression deLe boson de Technicolor Higgs à la lumière des données du LHC
