Réverbérations du Higgs | magazine de symétrie

Le boson de Higgs est la dernière pièce prédite du modèle standard, la meilleure compréhension des physiciens des particules élémentaires et des forces qui sous-tendent notre existence.

La découverte du boson de Higgs était une façon pour les scientifiques de détecter le champ de Higgs, qui recouvre de manière invisible l’univers et, surtout, donne de la masse à bon nombre de ces particules élémentaires. Sans le champ Higgs, le modèle standard ne fonctionnerait pas. Cela ne pouvait pas expliquer le monde qui nous entoure.

Mais trouver la particule de Higgs s’est avéré être une tâche difficile.

Le 4 juillet 2012, près de 50 ans après que les théoriciens ont prédit pour la première fois l’existence du boson de Higgs, des scientifiques représentant les expériences CMS et ATLAS au Large Hadron Collider ont fait l’une des plus grandes annonces scientifiques de mémoire récente. Ils avaient enfin découvert le Higgs.

La nouvelle a rapidement fait le tour de la planète. Rencontrez quatre personnes dont les trajectoires académiques et professionnelles ont été affectées par cette découverte capitale.

Abishek Panchal, Inde

Abhishek Panchal peut faire remonter son amour pour la physique à ses jours dans un pensionnat du district de Surat au Gujarat, en Inde. À 13 ans, lors de sa première année loin de sa famille et de ses amis, il se réfugie dans les livres. Dans une série qu’il a trouvée sur des scientifiques historiques célèbres, Panchal a rencontré pour la première fois le terme « particules élémentaires ». Il se souvient avec émotion d’avoir retourné la couverture violette de son grand Collins Dictionary of Science pour chercher plus d’informations sur les quarks, les protons, les hadrons et les leptons.

« La science était juste quelque chose de très logique. C’était autre chose que de la magie, c’était comme de la magie pour moi », dit-il. “À l’époque, j’avais ce rêve que lorsque je deviendrais scientifique et que je découvrirais une nouvelle particule, je l’appellerais Abhion, pour mon nom – oui, c’était très idiot.”

Un an plus tard, les scientifiques du Grand collisionneur de hadrons du CERN ont annoncé la découverte du boson de Higgs. Alors que la nouvelle devenait un sujet de discussion parmi les étudiants autour de lui, Panchal a découvert qu’il avait quelque chose à apporter à la conversation; il connaissait en fait une chose ou deux sur le monde de la physique des particules. « Même les gens qui ne s’intéressaient pas à la science voulaient en savoir plus », dit-il. “Je pense que cela a vraiment aidé beaucoup de gens, pas seulement moi, à entrer dans la science dans ce domaine.”

Après avoir obtenu son diplôme, Panchal a commencé un baccalauréat en physique au Centre d’excellence en sciences fondamentales de Mumbai et s’est rapidement lancé dans un projet de recherche d’été avec le seul physicien des particules qu’il connaissait dans le département. Il est resté fidèle à la physique des particules jusqu’à la dernière année de son programme d’études, lorsqu’il a suivi un cours d’électrodynamique quantique et a décidé de changer de cap.

Aujourd’hui Panchal est étudiant en master de physique des plasmas laser à l’Institut Polytechnique de Paris. Ses recherches consistent à travailler sur une nouvelle technique d’accélération des électrons. Il espère appliquer ses recherches dans le domaine émergent de la thérapie électronique pour traiter le cancer.

“Ce n’est pas du tout lié à ce que j’ai commencé à faire, mais je pense que ça a bien évolué”, dit-il.

Caleb Fangmeier, États-Unis

Caleb Fangmeier a grandi dans une ferme près de Lincoln, Nebraska. Il pensait qu’il avait un avenir en ingénierie, jusqu’à ce qu’une confusion administrative à l’Université du Nebraska-Lincoln l’oriente vers la physique.

Il est parti avec. Et au fur et à mesure qu’il commençait à suivre des cours, il s’intéressait davantage au domaine.

« L’un des moments les plus marquants pour moi a été de travailler avec un étudiant diplômé », dit-il. “Nous avions fait quelques parcelles et je le regardais comme, Ce sont des données réelles qui ont été recueillies au LHC. Je pensais que c’était tellement cool et que j’ai en quelque sorte décollé à partir de là.

Fangmeier était étudiant à l’été 2012, lorsque des rumeurs ont circulé sur la découverte imminente du boson de Higgs. Fangmeier a décidé de rester debout jusqu’à 2 heures du matin, heure du Nebraska, pour écouter la grande annonce.

“C’était historique, non ?” il dit. “C’est l’un de ces moments dans l’histoire de la physique qui n’arrive que de temps en temps.”

Fangmeier dit qu’il pense que si rien de nouveau n’était sorti du LHC, son attention aurait pu se porter sur une autre partie de la physique. Au lieu de cela, la nouveauté et l’excitation ont aidé Fangmeier à rester dédié au domaine, même si, ironiquement, ses intérêts se sont déplacés vers le côté ingénierie.

Aujourd’hui, Fangmeier dirige un laboratoire à son alma mater, où il conçoit des pièces de détecteur pour CMS, l’une des deux expériences utilisées par les scientifiques pour découvrir le Higgs.

Jurina Nakajima, Japon

Jurina Nakajima avait 16 ans lorsqu’elle a découvert la physique des particules. Elle est sortie et a acheté un exemplaire du magazine scientifique japonais Newton pour apprendre plus. Cette même année, la nouvelle du Higgs a éclaté, l’excitation s’est également répandue parmi ses pairs et ses professeurs.

“Je me souviens d’avoir été encore plus fascinée qu’il y ait une chose inconnue dans le monde et que nous l’ayons trouvée”, dit-elle. “Je pensais que si j’étudiais les particules élémentaires, je serais également capable de trouver de nouvelles particules que personne ne connaît.”

Cet intérêt l’a menée tout au long de ses études jusqu’à son programme de doctorat actuel. Elle travaille sur des recherches liées à l’International Linear Collider, un projet d’accélérateur de particules conçu pour être une “usine Higgs”. Il produirait des quantités massives de la particule qui a inspiré Nakajima afin que les scientifiques puissent la mesurer à de nouveaux niveaux de précision.

Ces mesures de précision pourraient en dire plus aux scientifiques que sur le Higgs, y compris s’il y a plus de particules non découvertes qui se cachent hors de notre vue.

Federico Ronchetti, Italie

Federico Ronchetti a appris la nouvelle de la découverte du boson de Higgs au sommet d’une montagne près de Côme en Italie, lors d’un voyage avec la famille d’un ami. Il avait 16 ans.

Il n’a pas pleinement compris la signification de l’événement à l’époque, mais il a commencé à s’y intéresser dès qu’il est rentré chez lui. Ronchetti a été étonné de voir comment des gens du monde entier – des physiciens aux ingénieurs en passant par les mécaniciens – se sont réunis pour rendre la découverte possible.

Au lycée, Ronchetti a eu la chance de visiter le CERN, le site de la découverte du Higgs. Lui et ses camarades de classe se sont aventurés sous terre lors d’une visite de l’imposant détecteur ALICE, un spectacle qui a contribué à solidifier son amour pour la physique.

Ronchetti s’est inscrit à l’Université d’Insubria, où il a développé un intérêt pour la physique médicale. En tant qu’étudiant, il est retourné au CERN, cette fois pour un mois avec son groupe de recherche pour effectuer des tests sur des détecteurs au silicium.

Travailler actuellement sur la technologie des détecteurs au siège du LHC a ramené Ronchetti vers la physique des particules. « En tant que personne intéressée par la recherche et le développement de détecteurs, être au CERN est la meilleure chose que l’on puisse faire », dit-il.

Il a terminé sa maîtrise et postule maintenant à des programmes de doctorat. Pour s’en inspirer, il garde sur son mur une affiche du moment où l’Académie royale des sciences de Suède a décerné le prix Nobel aux théoriciens François Englert et Peter W. Higgs.

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