Sciences dessus dessous

Archive du 13 novembre 2012

Mardi 13 novembre 2012 | Mise en ligne à 14h58 | Commenter Commentaires (6)

SUSY ne file pas fort, fort

L’une des plus importantes théories en «nouvelle physique» des particules, la supersymétrie (ou SUSY, pour les intimes), va ressortir assez amochée du Symposium sur la physique des collisionneurs de hadrons, qui se tient cette semaine à Kyoto, au Japon. Des résultats rendus publics hier à cette conférence viennent en effet d’invalider une grande partie des différentes «versions» de SUSY qui existaient.

Ces résultats émanent d’une des expériences menées au Large Hadron Collider (LHC), cet immense accélérateur de particules situé sous la frontière franco-suisse — et auquel on doit la découverte (selon toute vraisemblance) du fameux boson de Higgs. Cette expérience dont on a peu entendu parlé à cause, justement, de la course à la «particule de Dieu», se nomme LHCb, et qui s’intéresse spécialement à des particules baptisées mésons-B. Ceux-ci sont des assemblages de quarks (des particules élémentaires qui composent notamment les protons et les neutrons) extrêmement éphémères dont l’existence se mesure en fractions de milliardième de seconde. Sitôt formés, ils se désagrègent aussitôt, mais les «éclats» qui en résultent ne sont pas toujours les mêmes.

Le LHCb a ainsi rapporté ici avoir observé pour la première fois un nombre assez grand d’une forme très rare de désintégration où le méson-B se brise en un muon et un antimuon (une autre particule plus ou moins apparentée aux électrons). Le LHCb a pu calculer que cette désintégration se produit une fois à toutes les 300 millions de désintégration.

Or, c’est à peu de chose près ce que prédisait le Modèle standard, qui est notre meilleure (ou moins pire) théorie sur la nature et le comportement de la matière à l’échelle subatomique. Ce n’est pas une mauvaise nouvelle en soi, mais pas nécessairement une bonne non plus, car on sait que ce modèle comporte de grands «trous». Par exemple, on s’est rendu compte il y a assez longtemps en observant les galaxies qu’elles tournent sur elles-mêmes plus vite qu’elles ne le devraient, car la quantité de matière que l’on voit au centre des galaxies grâce à nos télescopes est insuffisante pour que la gravité retienne la matière qui tourne. Il doit donc y avoir, se dit-on, une autre sorte de matière qui n’interagit pas avec la matière ordinaire — et que nos télescopes ne peuvent donc pas voir —, mais dont la masse viendrait compenser. C”est ce que l’on appelle la fameuse «matière sombre».

La supersymétrie est justement une tentative des physiciens d’imaginer ce que pourrait être cette matière sombre, qui serait cinq fois plus abondante dans l’Univers que la matière ordinaire. SUSY suppute en effet que pour chaque particule du Modèle standard, il doit exister un «superpartenaire» beaucoup plus massif, mais très difficile à observer. Cependant, certains se disent que si de telles superparticules existaient, on devrait commencer à en voir dans les autres expériences du LHC — comme ATLAS et CMS, qui se déroulent à des énergies beaucoup plus grande que LHCb et qui ont des chances de générer des particules très massives, comme celles prédites par SUSY —, mais cela n’a pas été le cas jusqu’à présent.

Et puis dans plusieurs versions de SUSY, les mésons-B doivent se désintégrer en muons et en antimuons beaucoup plus souvent qu’une fois par 300 millions. Toutes ces versions semblent donc maintenant condamnées.

Cela ne signifie toutefois pas qu’il faille enterrer la supersymétrie. J’ai pu m’entretenir brièvement, hier, avec le physicien des particules Jean-François Arguin, un ancien des Berkeley Labs qui a maintenant un poste à l’Université de Montréal — et qui assiste justement au symposium, à Kyoto. «Il y a plusieurs paramètres dont on peut changer les valeurs (ce qui donne plusieurs versions différentes de SUSY, ndlr). Les résultats du LHCb défavorisent la supersymétrie pour plusieurs valeurs, mais il reste encore plusieurs versions qui autorisent les valeurs observées.»

Fait un peu cocasse, M. Arguin m’avait dit au début de 2011 que si le LHC ne trouvait pas d’indice de supersymétrie d’ici la fin 2012, alors on pourrait commencer à entretenir des doutes assez «sérieux» à son sujet. Mais quand je le lui ai rappelé, hier, il a éclaté de rire avant de me demander, un sourire dans la voix : «Ah ? J’ai dit ça, moi ?»

À son avis, il faudra attendre encore quelques années avant de magasiner les obsèques de SUSY. «En 2013, on va arrêter le LHC pour un ou deux ans et on va augmenter l’énergie des collisions presque par un facteur deux, ce qui va produire des particules plus massives. Alors je ne m’inquièterais pas avant 2017 ou 2018», a-t-il ajouté.

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