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Où en sommes-nous avec le fameux boson de Higgs? - Par : Darine Ameyed,

Où en sommes-nous avec le fameux boson de Higgs?


Darine Ameyed
Darine Ameyed est postdoctorante au Département de génie de la production automatisée à l’ÉTS. Ses intérêts de recherche portent sur l’informatique ubiquitaire et omniprésente, l’intelligence artificielle et l’interaction homme-machine.

Note de l’éditeur : ce mercredi 8 mars aura lieu la journée internationale de la femme. Tout au long de cette semaine, l’équipe de Substance a décidé de mettre les chercheuses à l’honneur en mettant en avant une sélection d’articles rédigés par des femmes. Nous espérons que notre sélection vous plaira.

Pour le premier jour, nous avons choisi un article rédigé en juin 2015 par Darine Ameyed.

Pauline Gagnon est docteure en physique des particules à l’Université de l’Indiana et chercheuse au Conseil européen pour la recherche nucléaire (CERN) depuis 2000. Elle fait partie des rarissimes chercheuses québécoises à travailler dans l’équipe du détecteur ATLAS,  un des deux appareils (le second étant le détecteur CMS) qui a réussi à identifier le boson de Higgs, ce « chaînon manquant » prédit par la physique depuis 50 ans et détecté pour la première fois en 2012.

atlas detector

Fig. 1. Vue d’ensemble schématisée du détecteur Atlas

 

atlas experiment

Fig. 2. Installation du calorimètre ATLAS. Les huit aimants toroïdaux peuvent être vus sur l’énorme détecteur ATLAS avec le calorimètre avant d’être déplacés dans le milieu du détecteur. Ce calorimètre mesure les énergies de particules produites lorsque des protons entrent en collision dans le centre du détecteur. Sur cette image est surimposée la production d’un trou noir.

 

Cette physicienne s’est retrouvée aux premières loges de cette fameuse découverte. En plus d’y avoir participé en tant que chercheuse, elle s’est par la suite consacrée à la mission de vulgariser cette avancée scientifique pour le grand public. Elle était membre du groupe de communication du CERN de 2011 à 2014 et a donné de multiples conférences de vulgarisation scientifique et entrevues médias à travers le monde pour expliquer les recherches réalisées et cette découverte.

Le 2 mars 2015, Pauline Gagnon était parmi nous pour une conférence organisée par Marlène Clisson, maître d’enseignement à l’ÉTS, et le regroupement social « Les INGénieuses » de l’ÉTS. La conférence avait pour sujet la fascinante découverte du boson de Higgs qui fait aussi l’objet principal du livre écrit par Pauline Gagnon : « Qu’est-ce que le boson de Higgs mange en hiver et autres détails essentiels ».

Fig. 3. La couverture du livre écrit par Pauline Gagnon

Fig. 3. La couverture du livre écrit par Pauline Gagnon

 

En entretien avec notre invitée, nous lui avons posé quelques questions sur cette découverte et son avancement.

Pauline GagnonQui est Pauline Gagnon?

– Je suis originaire de Chicoutimi où j’ai enseigné la physique aux cégeps de Chicoutimi et de Jonquière. Depuis ma tendre enfance, je rêvais de comprendre de quoi la matière est faite. Je suis donc partie en Californie pour compléter un doctorat en physique des particules à l’Université de Californie à Santa Cruz, puis j’ai poursuivi mes recherches au CERN, le Laboratoire européen de la physique des particules, comme chercheuse de l’Université de l’Indiana.

Quelle est l’importance du boson de Higgs?

– C’était un chaînon manquant important. La découverte du boson de Higgs est venue compléter une théorie; nous avons maintenant une image beaucoup plus précise pour comprendre comment la matière est faite. Le boson de Higgs a aussi permis d’expliquer et de prouver le mécanisme par lequel toutes les particules fondamentales acquièrent une masse. Ce boson était l’ultime pièce manquante du Modèle standard de la physique des particules et la clé pour comprendre l’univers.

Que met ce Boson dans nos plats au quotidien?

– Cette découverte augmente notre compréhension de l’univers dans lequel on vit. On peut aller se coucher moins « niaiseux » ce soir; c’est le but principal de la recherche fondamentale. Les découvertes comme telles nous permettent de mieux comprendre comment les choses fonctionnent, mais en le faisant, on développe toutes sortes de technologies qui auront un impact sur notre quotidien.

Est-ce qu’il y aura des applications particulières, des retombées?

– Il n’y aura pas d’application du boson de Higgs. C’est surtout la technologie que nous avons dû développer au jour le jour qui, à court terme, aura des applications. Par exemple, on a développé des techniques du vide qui sont beaucoup plus poussées que ce que nous avions précédemment. Ces techniques sont maintenant utilisées pour faire des panneaux solaires thermiques qui réduisent les pertes de chaleur en améliorant l’isolation des tuyaux : les systèmes de chauffage à l’énergie solaire sont beaucoup plus performants.

Après plus de deux ans, où en est la recherche?

– En 2012, on a découvert une nouvelle particule mais on ne connaît pas encore toutes ses propriétés. Nous savons qu’il y a plusieurs bosons de Higgs qui peuvent exister. On ne sait pas exactement quelle particule nous avons trouvée : est-ce que c’est le plus simple des bosons de Higgs ou une version un peu plus complexe? Il faut continuer à travailler pour élucider tout ça.

Pauline Gagnon et la vulgarisation scientifique : la scientifique blogueuse, le défi ou le plaisir?

– Durant mes années passées au CERN en tant que membre de l’équipe de communication, j’ai dû écrire une centaine de billets de blogue, faire une cinquantaine de conférences de vulgarisation et répondre aux questions des médias du monde entier. Expliquer la physique des particules en termes simples et accessibles est devenu ma marque de commerce. L’idée est de le dire comme si je voulais l’expliquer à ma conjointe, un parent ou une amie. Il faut écrire en pensant à une personne intéressée qui n’a pas nécessairement une formation scientifique spécialisée mais qui est tout simplement curieuse, alors comment? Il faut vouloir partager sa passion pour ce qu’on fait et trouver le bon ton.

Le CERN en 2015?

– Le CERN redémarre le Grand collisionneur de hadrons (LHC). Après deux ans de travaux intenses de maintenance et d’amélioration des performances, il est de nouveau en service en 2015. Le LHC fonctionnera à une énergie de 6,5 tera-électron-volts (TeV) par faisceau, soit près de deux fois l’énergie obtenue lors des premières expériences. Entre autres, les équipes ont consolidé quelques 10 000 interconnexions électriques entre les aimants, ajouté des systèmes de protection des aimants et amélioré les systèmes cryogéniques, électroniques et de vide. La configuration des faisceaux sera mise en place de manière à produire plus de collisions, avec un regroupement plus serré des protons en paquets; l’intervalle de temps séparant deux paquets sera réduit de 50 à 25 nanosecondes. Cette réactivation attendue permettra d’aboutir à des découvertes autour de la matière noire, l’antimatière, le plasma de quarks et de gluons (QGP).

Du même auteur

Qu’est-ce que le boson de Higgs?

Qu’est-ce que le boson de Higgs mange en hiver et autres détails essentiels est le titre du livre de vulgarisation scientifique…

Darine Ameyed

Profil de l'auteur(e)

Darine Ameyed est postdoctorante au Département de génie de la production automatisée à l’ÉTS. Ses intérêts de recherche portent sur l’informatique ubiquitaire et omniprésente, l’intelligence artificielle et l’interaction homme-machine.

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