CEAS_lejournal_53 - CEA Saclay

PHYSIQUE Particules élémentairesUn évènementavec deux muons(lignes rouges)et deux électrons(lignes vertes)potentiellement issusde la désintégrationd’un boson de Higgs.© ATLAS / CERNParties de cache-cacheavec les particulesL’existence du boson de Higgs, les mystères des neutrinos résistent encore aux physiciens,peut-être plus pour très longtemps… Des équipes de l’Institut de recherche sur les loisfondamentales de l’Univers (Irfu) participent à la traque.Si le boson de Higgs existe, sa masse la plusprobable se situe entre 115 et 130 GeV.Telle est la conclusion des résultats expérimentauxprésentés le 13 décembre 2011 au CERN,à Genève, par les collaborations Atlas et CMSdu LHC. Des équipes françaises du CNRS / IN2P3 1et de l’Irfu, très fortement engagées dans ce programme,jouent un rôle majeur dans ces analyses.La masse du Higgs n’est pas prédite par lemodèle standard. En fait, le modèle prédit lesprobabilités qu’il a d’être créé, à une masse donnée,lors des collisions proton-proton. Il détermineégalement les rapports de branchemententre toutes les voies de désintégration.Dénicher ce signal ténu dans un large bruit de fond,que l’on sait soustraire, nécessite d’effectuer desmoyennes sur un très grand nombre de données.Il faudra donc patienter encore une année pourconnaître la conclusion des physiciens sur l’existenceou la non-existence de ce facétieux boson.Quoi qu’il en soit, le programme LHC ouvre, detoute façon, la voie à une nouvelle physique.D’autres particules jouent avec les nerfs desphysiciens : les neutrinos.Ainsi, après trente ans d’observation auprès desréacteurs nucléaires, il semble que certains desantineutrinos qui y sont produits manquent àl’appel. Le déficit observé pourrait s’expliquerpar l’existence d’un nouveau neutrino. Sensibleuniquement à la gravitation, celui-ci échapperaitaux détecteurs, d’où sa dénomination de« neutrino stérile ». Il reste à confirmer l’existencede cette nouvelle particule. Le groupe« Double Chooz » de l’Irfu est à la pointe de cesrecherches. Il est le fondateur de l’expérienceNucifer qui va démarrer sa première prise dedonnées auprès du réacteur Osiris. De plus, legroupe vient de publier un article démontrantque l’on pouvait prouver l’existence de ces nouveauxneutrinos en étudiant les désintégrationsd’une source radioactive de quelques grammesde cérium-144 placée au centre de grandsdétecteurs souterrains spécialisés dans la détectionde neutrinos « classiques ».L’autre facette des neutrinos étudiée à l’Irfuconcerne leur propriété d’osciller d’une natureà l’autre. L’Irfu est impliqué dans les deux expériencesmesurant ces oscillations : l’expérienceDouble Chooz en France utilise les neutrinosproduits par le réacteur de Chooz, l’autre expérienceau Japon, appelée T2K, utilise des neutrinosproduits par un accélérateur. Ces deuxexpériences très complémentaires, mesurentun paramètre permettant de comprendre ladifférence entre les oscillations de neutrinoset d’antineutrinos. Cette différence pourraitcontribuer à comprendre celle existant entrela matière et l’antimatière de l’Univers et ainsiexpliquer pourquoi l’Univers a « basculé » ducôté de la matière.1/ Institut national de physique nucléaire et de physiquedes particules.16 CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL