{"id":5301,"date":"2013-10-14T00:01:13","date_gmt":"2013-10-13T22:01:13","guid":{"rendered":"http:\/\/sciencetonnante.wordpress.com\/?p=5301"},"modified":"2013-10-14T00:01:13","modified_gmt":"2013-10-13T22:01:13","slug":"pourquoi-je-naime-pas-le-boson-de-higgs","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/2013\/10\/14\/pourquoi-je-naime-pas-le-boson-de-higgs\/","title":{"rendered":"Pourquoi je n’aime pas le boson de Higgs"},"content":{"rendered":"

\"higgs_englert_300\"<\/a>Alors voil\u00e0, \u00e7a y est. Le prix Nobel de physique vient d’\u00eatre d\u00e9cern\u00e9 au boson de Higgs. Ou plut\u00f4t \u00e0 ses deux papas, le britannique Peter Higgs et le belge Fran\u00e7ois Englert. Mis en \u00e9vidence au CERN en 2012, le boson de Higgs a enfin daign\u00e9 se montrer, 50 ans apr\u00e8s avoir \u00e9t\u00e9 conjectur\u00e9 par les physiciens r\u00e9compens\u00e9s<\/strong>.<\/p>\n

Oui mais voil\u00e0, je n’aime pas le boson de Higgs. Oh rien de personnel, mais depuis que j’ai fait sa connaissance (\u00e0 l\u2019\u00e9poque de mon master, qui \u00e9tait encore un \u00ab\u00a0DEA\u00a0\u00bb) je n’arrive pas \u00e0 croire que le boson de Higgs puisse exister.<\/p>\n

J’ai d\u00e9j\u00e0 failli plusieurs fois \u00e9crire ce billet, notamment juste avant l’annonce de sa d\u00e9couverte, en me disant que c’\u00e9tait probablement ma derni\u00e8re chance avant d’avoir l’air franchement ridicule.<\/p>\n

Mais bon tant pis pour le ridicule : m\u00eame si il existe, voici pourquoi je n’aime pas le boson de Higgs. <\/p>\n

Ni la th\u00e9orie des cordes…<\/p>\n

Ni le positron d’ailleurs.<\/p>\n

Petit rappel de la naissance du boson<\/h3>\n

Pour commencer, rappelons \u00e0 grands traits comment a \u00e9t\u00e9 imagin\u00e9 le boson dit \u00ab\u00a0de Higgs\u00a0\u00bb (pour un compte rendu d\u00e9taill\u00e9, je vous renvoie \u00e0 mon billet Le boson de Higgs expliqu\u00e9 \u00e0 ma fille<\/a>).<\/p>\n

Vous savez peut \u00eatre qu’on classe souvent les forces de la nature en 4 interactions fondamentales : la gravit\u00e9, l’\u00e9lectromagn\u00e9tisme, la force nucl\u00e9aire faible et la force nucl\u00e9aire forte<\/strong>. Pour comprendre comment ces interactions fonctionnent au niveau microscopique, il est n\u00e9cessaire de les consid\u00e9rer dans le cadre de la m\u00e9canique quantique. Ce qui n’est pas facile !<\/p>\n

A la fin des ann\u00e9es 40, plusieurs physiciens dont le c\u00e9l\u00e8bre Richard Feynman ont travaill\u00e9 \u00e0 la formulation de la th\u00e9orie de l’\u00e9lectrodynamique quantique<\/strong>, qui unifie la m\u00e9canique quantique et l’\u00e9lectromagn\u00e9tisme. Cette th\u00e9orie utilise notamment un formalisme tr\u00e8s \u00e9l\u00e9gant qu’on appelle les th\u00e9ories de jauge<\/strong>. La th\u00e9orie de l’\u00e9lectrodynamique quantique pr\u00e9dit notamment que le photon (qui est la particule m\u00e9diatrice de l’interaction \u00e9lectromagn\u00e9tique) n’a pas de masse. \u00c7a tombe bien, on ne lui en a jamais trouv\u00e9 !<\/p>\n

\"yang_mills\"<\/a>Quelques ann\u00e9es plus tard, on se rend compte qu’une variante tr\u00e8s proche de l’\u00e9quation qui d\u00e9crit l’\u00e9lectrodynamique quantique pourrait aussi d\u00e9crire l’interaction faible<\/strong> (pour les sp\u00e9cialistes : le lagrangien de Yang-Mills — dont on voit la bobine ci-contre — donne l’\u00e9lectromagn\u00e9tisme pour le groupe U(1) et l’interaction faible pour le groupe SU(2)<\/em>).<\/p>\n

Joie, bonheur et f\u00e9licit\u00e9 math\u00e9matique ! Les physiciens th\u00e9oriciens sont fascin\u00e9s par cet incroyable concordance esth\u00e9tique entre les deux th\u00e9ories. Et on commence \u00e0 imaginer unifier les deux en une seule et m\u00eame force !<\/p>\n

Sauf qu’il y a un \u00ab\u00a0hic\u00a0\u00bb. Si on utilise le formalisme de Yang-Mills, on trouve que les bosons W et Z, les particules m\u00e9diatrices de l’interaction faible, ne doivent pas avoir de masse<\/strong> (pareil que pour le photon). Or … ils en ont une ! La th\u00e9orie ne fonctionne donc pas. (Comme Pauli le faisait remarquer assez agressivement \u00e0 Yang<\/a>)<\/p>\n

Et c’est quelques ann\u00e9es plus tard que plusieurs physiciens (dont Higgs, Brout et Englert) ont r\u00e9alis\u00e9 que si on introduisait un ingr\u00e9dient de plus dans la th\u00e9orie (un champ suppl\u00e9mentaire, mais que personne n’avait jamais observ\u00e9) alors on pouvait donner une masse aux bosons W et Z, et donc sauver la belle th\u00e9orie<\/strong>. C’est ce champ suppl\u00e9mentaire, introduit \u00e0 la main, qui se manifesterait sous la forme du boson de Higgs.<\/p>\n

Pourquoi \u00e7a ne me convient pas<\/h3>\n

Je ne sais pas pour vous, mais moi je n’aime pas trop cette fa\u00e7on de faire.<\/p>\n

Inventer une particule afin d’expliquer un ph\u00e9nom\u00e8ne exp\u00e9rimental qu’on ne comprend pas, pourquoi pas. Mais introduire artificiellement une nouvelle entit\u00e9 physique jamais observ\u00e9e, dans le seul but de sauver une th\u00e9orie \u00e0 laquelle on est attach\u00e9 pour des raisons esth\u00e9tico-math\u00e9matiques<\/strong>, \u00e7a ne me para\u00eet pas \u00eatre une mani\u00e8re tr\u00e8s correcte de faire de la science !<\/p>\n

Si une th\u00e9orie ne colle pas \u00e0 la r\u00e9alit\u00e9, on la jette et on en change. On n’essaye pas de la sauver au prix de l’introduction de nouveaux objets physique. Pour moi, c’est essayer de faire coller la r\u00e9alit\u00e9 \u00e0 la th\u00e9orie, plut\u00f4t que l’inverse.<\/strong><\/p>\n

\"Kepler-solar-system-2\"<\/a>Ce qui est amusant, c’est qu’on retrouve \u00e0 mon sens la m\u00eame chose dans la th\u00e9orie des cordes. Comme j’ai eu l’occasion de l’expliquer dans un autre billet (Non l’Univers n’a pas 10 dimensions<\/a>), les dimensions suppl\u00e9mentaires de la th\u00e9orie des cordes ont \u00e9t\u00e9 introduites pour les m\u00eames mauvaises raisons<\/strong>. On avait une th\u00e9orie tr\u00e8s belle, mais qui — pas de bol — ne marche pas. Et on s’est rendu compte qu’on pouvait la sauver en introduisant juste le bon nombre de dimensions annexes. Alors on a pos\u00e9 que D=10 et on a continu\u00e9 comme si de rien n’\u00e9tait.<\/p>\n

Encore une fois, je ne crois pas que la science doive fonctionner comme \u00e7a : la r\u00e9alit\u00e9 doit primer, et tant pis s’il faut tuer les belles th\u00e9ories (la th\u00e9orie de l’orbite des plan\u00e8tes bas\u00e9e sur les solides platoniciens \u00e9tait elle aussi tr\u00e8s belle !)<\/p>\n

Le cas du positron<\/h3>\n

\u00c9videmment, maintenant que le boson de Higgs a \u00e9t\u00e9 d\u00e9couvert exp\u00e9rimentalement, j’ai l’air d’un idiot avec mon argument<\/strong>. J’aurai vraiment d\u00fb \u00e9crire cela il y a 2 ans ! J’ai d’autant plus l’air d’un idiot qu’il existe un glorieux pr\u00e9c\u00e9dent \u00e0 cette mani\u00e8re que je critique : le positron.<\/p>\n

En 1929, le fameux Dirac propose une \u00e9quation nouvelle et audacieuse pour d\u00e9crire l’\u00e9lectron. Pas de bol, cette \u00e9quation pr\u00e9dit que l’\u00e9lectron peut aussi avoir des \u00e9nergies n\u00e9gatives ! Au lieu de jeter son \u00e9quation comme aurait d\u00fb faire n’importe qui, Dirac persiste et finit par interpr\u00e9ter cela comme le signe d’une nouvelle particule charg\u00e9e positivement : le positron<\/strong>.<\/p>\n

Audacieux le type ! Juste pour sauver son \u00e9quation il est pr\u00eat \u00e0 proposer qu’il existe en fait deux fois plus de particules qu’initialement suppos\u00e9 ! Et pourtant … il avait raison le bougre ! En 1932 Carl Anderson d\u00e9couvre le positron, ce qui lui vaudra le Nobel en 1936.<\/p>\n

Et si le boson de Higgs n’en \u00e9tait pas un ?<\/h3>\n

Bien s\u00fbr tout ce que je raconte ici est \u00e0 prendre avec l\u00e9g\u00e8ret\u00e9. Je ne suis pas s\u00e9rieusement en train de remettre en question la d\u00e9couverte du CERN. M\u00eame si je n’ai jamais aim\u00e9 le m\u00e9canisme du boson de Higgs, si il a \u00e9t\u00e9 trouv\u00e9 exp\u00e9rimentalement, je ne nierai pas les faits !<\/p>\n

Et pourtant je ne peux pas m’emp\u00eacher de penser que ce serait plus fun si la particule d\u00e9couverte r\u00e9cemment au CERN se r\u00e9v\u00e9lait ne pas avoir les caract\u00e9ristiques du boson de Higgs. D’ailleurs pour l’instant rien n’est prouv\u00e9. Je ne suis m\u00eame pas s\u00fbr qu’on sache avec certitude que son spin est le bon (c’est-\u00e0-dire z\u00e9ro), m\u00eame si les r\u00e9sultats vont plut\u00f4t dans ce sens.<\/p>\n

Ainsi, peut-\u00eatre que dans 60 ans on qualifiera ce prix Nobel 2013 de prix Nobel de l’erreur, comme ce fut le cas pour celui de Fermi en 1938<\/a> ! En attendant, j’ai l’air ridicule, mais j’assume !<\/p>\n

Pour aller plus loin…<\/em><\/h3>\n

Pour les mordus du sujet, je pr\u00e9cise que ce que je raconte l\u00e0 ne signifie pas qu’il soit interdit de pr\u00e9dire de nouvelles particules en physique th\u00e9orique ! Par exemple le cas de la pr\u00e9diction des quarks top et bottom par Kobayashi et Maskawa me para\u00eet tout \u00e0 fait l\u00e9gitime. La pr\u00e9diction \u00e9tait l\u00e0 pour rendre compte d’un fait exp\u00e9rimental (la violation de CP dans la d\u00e9sint\u00e9gration des kaons), et n’\u00e9tait qu’une extension de particules d\u00e9j\u00e0 observ\u00e9es. Rien de comparable \u00e0 mon sens avec le fait de postuler un tout nouveau champ scalaire, ou bien des dimensions suppl\u00e9mentaires.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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