Imprimer l'articleEt une nouvelle particule aussi !
Pour donner une masse aux particules élémentaires, il faut faire preuve d’ingéniosité, et c’est ce qu’ont fait Robert Brout, François Englert et Peter Higgs en 1964.
Photographies de Robert Brout, François Englert et Peter Higgs actualite.portail.free.fr & lefigaro.fr
Il faut donc utiliser une astuce pour donner de la masse aux particules. Et ce truc est ce que l’on appelle une « brisure de symétrie ».
Commençons par expliquer ce qu’est une symétrie. Une symétrie est une opération qui laisse le système invariant. Mais encore ? Prenez par exemple un ballon parfaitement sphérique et blanc qui sera notre système. L’opération que nous allons effectuer est une rotation. Tournez le ballon dans n’importe quelle direction et observez le à nouveau. Vous n’aurez pas l’impression que quelque chose a changé car le ballon est le même quel que soit l’angle sous lequel vous l’observez. Il y a donc une symétrie dans le système.
Passons maintenant à la brisure. Reprenons l’exemple du ballon et dessinons maintenant un motif sur celui-ci. Vous ne pourrez plus tourner ce dernier sans vous en rendre compte. Les motifs que vous observez avant et après l’avoir tourné ne sont plus les mêmes car le dessin bouge avec le ballon. La symétrie que nous avions est donc brisée.
Comment une symétrie brisée peut-elle donner de la masse aux particules ?
Utilisons toujours notre analogie du ballon mais dessinons maintenant un point sur celui-ci. Ce faisant, la symétrie est brisée comme nous l’avons vu. De plus, si vous faites tourner le ballon très rapidement sur lui même, le point semble former une ligne. Nous avons donc fait apparaître une ligne à partir du point qui brisait la symétrie.
Dans le Modèle Standard, la symétrie est brisée car l’équation n’est plus… symétrique. Une équation possède une symétrie si en modifiant certains de ses ingrédients on peut retrouver la formule de départ. Ce qu’ont proposé Brout, Englert et Higgs en 1964 est de briser une symétrie du Modèle Standard. Lorsque l’on écrit mathématiquement cette brisure de symétrie et que l’on l’insère dans le Modèle Standard, les particules acquièrent de la masse.
