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Nouvelles scientifiques

 

Paris, le 30 juillet 2010

 

Expériences CDF et D0 : nouvelles limites sur la masse du boson de Higgs

 

Les physiciens travaillant sur les expériences CDF et D0 auprès de l'accélérateur Tevatron de Fermilab (Chicago), dont ceux de l’IN2P3/CNRS et du CEA, ont annoncé leurs résultats les plus récents le 26 juillet lors de la conférence internationale en physique des hautes énergies Ichep 2010 qui s’est tenue à Paris du 22 au 28 juillet et a rassemblé plus de 1 000 physiciens du monde entier. Leurs mesures excluent désormais une fraction importante du domaine de masse du boson de Higgs autorisé par les expériences antérieures. CDF et D0 excluent ainsi un boson de Higgs ayant une masse entre 158 et 175 GeV/c2. Ce fameux boson n’aurait donc pas une masse élevée : un résultat qui semblait encore impossible à obtenir au Tevatron il y a à peine 3 ans.

 

Les nouvelles limites sur la masse du boson de Higgs sont plus restrictives que jamais. Les recherches précédentes indiquaient qu'il pouvait avoir une masse entre 114 et 185 GeV/c2, à l'exception de l’intervalle 162 - 166 GeV/c2 que les expériences du Tevatron avaient déjà exclu en 2009 (en comparaison, une masse de 100 GeV/c2 est équivalente à 107 fois la masse du proton). En excluant un boson de Higgs ayant une masse entre 158 et 175 GeV/c2, les nouveaux résultats du Tevatron excluent donc environ un quart du domaine de masse précédemment autorisé.

À la conférence Ichep, les physiciens de CDF et D0 ont également présenté leurs résultats sur la recherche de particules exotiques et de candidats pour expliquer la matière noire, sur la découverte de nouveaux canaux de désintégrations, et sur des mesures de précision de nombreuses propriétés des particules élémentaires. Au total, les deux collaborations ont présenté environ 150 nouveaux résultats.

Le boson de Higgs est la seule particule du modèle standard qui n'a pas encore été observée ; il a un rôle crucial puisqu'il expliquerait l’origine de la masse des particules.
Ces nouvelles mesures révèlent qu’un boson de Higgs de grande masse est pratiquement exclu, un résultat qui semblait encore impossible il y a à peine 3 ans.

C’est grâce à l'excellente luminosité de la machine et des algorithmes subtils développés par des centaines d'étudiants au cours de ces dernières années que ces résultats ont pu voir le jour. Les analyses ont aussi progressé du fait d’une meilleure compréhension des bruits de fond et de l’étude des canaux de production et de désintégration supplémentaires du boson de Higgs.

Les chercheurs ont étudié plus de 500 000 milliards de collisions proton-antiproton, produites au Tevatron depuis 2001. Après avoir obtenu leurs résultats sur le Higgs indépendamment, ils les ont combiné pour optimiser les limites sur le domaine de masse. Avec les données à venir récoltées au Tevatron, les chercheurs seront en mesure soit d'exclure un boson de Higgs dans tout le domaine de masse autorisé, prouvant ainsi que ce boson du modèle standard n'existe pas, soit d’en déceler les premiers signes.

L'observation du boson de Higgs est également l’un des objectifs majeurs des expériences auprès du LHC, dont les collisions proton-proton ont été produites à une énergie 3,5 fois supérieure à celle atteinte au Tevatron.

L'IN2P3/CNRS et l'Irfu/CEA sont fortement impliqués dans les expériences du Tevatron depuis 1998 (groupe de recherche du boson de Higgs de D0 et groupe de combinaison des résultats de CDF et de D0). Leurs activités sont également soutenues par une dotation spéciale de l'Agence nationale de la recherche (ANR) pour la recherche du boson de Higgs de basse masse.

 

 

Les physiciens vont au-delà du résultat publié en 2009 (exclusion du domaine entre 162 et 166 GeV/c2) en excluant un boson de Higgs ayant une masse entre 158 et 175 GeV/c2 avec 95% de probabilité.
Auparavant, les expériences du LEP (Large electron-positron collider) au Cern avaient exclu un domaine de masse inférieur à 114 Gev/c2 avec 95% de probabilité. Le calcul des effets quantiques impliquant le boson de Higgs imposent quant à eux une masse inférieure à 185 Gev/c2.
Crédit : Fermilab (traduction : CNRS/IN2P3)

 

Pour en savoir plus

Contact chercheur

  • Gregorio Bernardi, Tél : 01 44 27 47 94
  • Marc Besançon, Tél : 01 69 08 20 56
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