C’est l’Arlésienne de la physique des particules. La pièce manquante d’un puzzle ébauché avec minutie depuis plus de trente ans. Le fameux boson de Higgs, personne jusque-là ne l’a vu. Mais tous les physiciens pensent que ce Graal existe, comme le stipule leur théorie: le «Modèle standard», sorte de «fiche technique» décrivant quasi complètement le fonctionnement de l’Univers, les éléments de matière qui le composent et leurs interactions. Quasi, car les scientifiques savent cette belle image inachevée.
Une des énigmes pendantes est celle de la masse: pourquoi les particules élémentaires (électrons, quarks, etc.) ont-elles une masse? Qui plus est variable? Car, à l’origine, ce bel échafaudage qu’est le Modèle standard reposait notamment sur l’idée que toutes ces particules élémentaires ne pesaient rien.
Peter Higgs, un physicien écossais, propose sa théorie vers la fin des années 1960: comme les deux pôles d’un aimant génèrent un «champ magnétique», qui donne par exemple une orientation à l’aiguille d’une boussole, tout l’espace serait rempli d’un «champ de Higgs» qui permet de caractériser la masse. Comment? C’est en interagissant avec ce champ que les particules acquièrent leur masse. A la manière d’une éponge qui se charge d’eau et devient lourde lorsqu’elle est plongée dans un récipient d’eau (symbolisant ce champ de Higgs).
Une particule virtuelle appelée «boson de Higgs» serait associée à ce champ. Un corpuscule qui peut néanmoins devenir réel, notamment lorsque des particules connues s’entrechoquent avec des énergies phénoménales comme ce sera le cas dans le LHC. Ainsi, détecter dans les débris de ces fugaces collisions les traces du boson de Higgs permettrait d’expliquer l’origine de la masse. En découvrant cette particule, si élusive que le physicien américain Leon Lederman l’a surnommée «particule de Dieu», ces expériences permettront peut-être aussi d’éclaircir la nature de la mystérieuse «matière sombre», qui compose un quart de l’Univers. Ou de démontrer la supersymétrie, une des théories ultimes proposées pour unifier toutes les lois de la physique. Autant de découvertes qui chambouleraient notre compréhension de l’Univers.
