François Englert et son boson, prix Nobel de Physique

En 2012, Moustique avait anticipé en attribuant le Nobel de Physique à François Englert. 12 mois plus tard, notre "prophétie" se réalise.

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En intégralité, l'article sur le boson publié en 2012.

La découverte du boson de Higgs vaudra à la Belgique un nouveau prix Nobel. Et offre un happy end à l’une des plus grandes sagas scientifiques de ces 50 dernières années.

En ce mercredi 4 juillet, un atome n’y retrouverait pas ses électrons dans les locaux de l’organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) à Genève. Loin de l’idée que l’on se fait de ce temple du savoir dédié à la physique fondamentale, l’amphitéâtre de 400 places doit refuser du monde. Certains scientifiques ont passé la nuit devant les portes pour être certains d’assister à l’événement. Selon la rumeur, le CERN doit annoncer le succès d’une aventure savante longue de 48 ans:
la découverte du boson de Brout-Englert-Higgs (plus couramment et erronément appelé boson de Higgs), du nom de ces trois chercheurs qui supputent son existence depuis déjà un demi-siècle.

Le Belge Robert Brout est mort l’année dernière. Mais son compatriote François Englert, figure de l’ULB, s’est déplacé. Tout comme le Britannique Robert Higgs. L’assistance en est sûre, la présence de ces pères fondateurs augure une annonce historique. Rien de moins que la fin de la quête du Graal des physiciens. Elle ne sera pas déçue. La direction du CERN annonce la récente “découverte – un mot qu’ici on ne galvaude pas – d’une particule compatible avec la description du boson de Brout-Englert-Higgs”. Avec une probabilité de 99,9999 %.

Mais revenons un moment à l’année 1964, au moment où Robert Brout et François Englert, d’un côté, Robert Higgs, de l’autre mais quinze jours plus tard, publient deux articles scientifiques qui se révéleront bientôt révolutionnaires. à cette époque, une théorie dénommée “Modèle standard de la physique des particules” émerge pour décrire la structure profonde de la matière visible dans l’univers. Sauf qu’il lui manque sa clé de voûte. Car personne ne comprend encore comment les particules subatomiques acquièrent leur masse. Or, sans masse, ces mêmes particules élémentaires voyageraient depuis le Big Bang à la vitesse de la lumière, chacune dans son coin de l’univers. Jamais, elles ne se seraient agrégées en atomes, qui eux-mêmes ne se seraient jamais constitués en galaxies, en étoiles et en planètes, rendant toute vie sur la nôtre impossible.

Mais puisque nous existons, et que nous avons même cette infinie prétention de tenter de comprendre pourquoi, François Englert, il y a cinquante ans, en compagnie de Robert Brout, propose donc une explication. Un peu comme une piscine remplie d’eau, l’espace baignerait dans un champ magnétique invisible. à l’image d’un poisson nageant dans l’élément liquide de façon beaucoup plus fluide qu’un homme, certaines particules, en fonction de leurs propriétés, traverseraient ce champ magnétique avec aisance, tandis que d’autres s’y trouveraient freinées parce qu’elle acquièrent plus de masse. Et comme l’eau est constituée de molécules de H2O, ce champ, avance François Englert au milieu des années soixante, est, lui, constitué de particules particulières: les bosons.

Le boson est futé

Aussi brillante soit-elle, l’intuition de François Englert doit encore passer l’épreuve de la validation expérimentale. Or, prouver l’existence du boson est une tout autre tâche. C’est tout à son honneur, hormis la guerre ou la conquête spatiale, il n’est pas un projet dans lequel le génie humain se soit autant investi. Pour un boson découvert, comptez au bas mot cinquante ans de travaux, une dizaine de milliers de chercheurs associés au CERN, des milliards de dollars dépensés et des trillions de données à analyser. Ce qui semble encore peu cher payé. Après tout, le boson, pièce manquante dans notre explication du fonctionnement de l’univers, est appelé “la particule de Dieu”. Et bien que les physiciens abhorrent ce surnom – la science seule mériterait un tel titre de noblesse -, il faut admettre que le boson se fait prier.

Pour qu’il consente à manifester son existence, il a ainsi fallu lui bâtir rien de moins que des cathédrales de technologie. Les Américains s’y mettent les premiers et mettent au point, en 1983, un accélérateur de particules baptisé Tevatron. Malheureusement, sa puissance est encore insuffisante pour attester l’existence du boson d’Amérique. Vingt ans plus tard, l’Europe prend le relais et entame en 2001 les travaux de construction du LHC, “le grand collisionneur de hadrons”, un anneau de 27 km qui génère des chocs frontaux de particules proches de la vitesse de la lumière, est construit sous la frontière franco-suisse afin de recréer les conditions du Big Bang. Ces instruments de mesure, qui doivent détecter le boson au cours du milliardième de milliardième de seconde durant lequel il daigne apparaître après une collision, atteignent la taille de la nef de Notre-Dame de Paris. Le projet est d’ailleurs d’une ampleur telle que certains craignent, lors de sa mise en service en 2008, que l’expérience ne dérape et génère un trou noir engloutissant notre Terre en une nanoseconde.

Pour 100 milliards t’as plus rien

Mais, en ce mercredi 4 juillet, dans l’amphitéâtre du CERN, nous sommes toujours là. François Englert, comme d’autres chercheurs qui ont voué leur vie entière à la chasse au boson, a les larmes aux yeux. Il n’a pas changé le monde, mais il en a révolutionné sa compréhension. Si le boson n’avait pas existé, vous ne tomberiez pas tout à coup de votre chaise, qui ne se volatiliserait pas dans le grand néant. Vous non plus d’ailleurs. Cela dit, la validation de la théorie imaginée par François Englert laisse quand même le cul par terre.

Grâce à lui, nous connaissons désormais la dernière des douze particules élémentaires de la matière à n’avoir pas encore été mise au jour. Comme l’explique un physicien du CERN, le boson constituait le chaînon manquant dans le fameux Modèle standard. Si l’on avait prouvé qu’il n’existait pas, il aurait fallu réécrire tous les livres de physique. Au lieu de cela, porté par ce nouvel élan, et on l’espère de nouveaux subsides, le CERN pourra se pencher sur de nouveaux chapitres. Notamment ceux consacrés à de nouveaux mystères scientifiques. Où se cache l’antimatière, créée en même quantité que la matière lors du Big Bang mais aujourd’hui introuvable, par exemple? Dans un univers parallèle? Et comment expliquer que l’univers entier, ou presque, soit porté manquant? Car si nous savons que le cosmos contient plus de 100 milliards de galaxies, celles-ci ne représentent que quatre malheureux pour cent de sa masse totale. Le reste est constitué de “matière noire” et d’”énergie noire” dont on ne sait presque rien.

Ces questions, à bientôt 80 ans, François Englert se les pose déjà dans le bureau du département de physique théorique de l’ULB où il se rend encore très régulièrement. Dans quelques mois, sur l’une des ses étagères, devrait trôner le prix Nobel qui lui sera certainement décerné conjointement à Robert Higgs. Depuis l’annonce du CERN, c’est sûr à 99,9999 %.

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