CERN: faut-il débrancher le LEP au risque de rater un Prix Nobel?

Le spectrométre du LEP, un aimant dipôle spécifique servant à mesurer l'énergie des particules des rayons du LEP. L. Guiraud (CERN)

Après dix ans de quête, le CERN est peut-être à deux doigts du Graal des physiciens: la découverte du boson de Higgs. Mais pour la confirmer, il faudrait prolonger à coups de millions la vie de l´actuel accélérateur de particules. Décision jeudi.

C’est un peu comme dans une partie de poker: la direction de l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) doit-elle «miser pour voir» ou laisser la main à ses concurrents américains? Car si le boson de Higgs n’est pas formellement identifié dans les prochains mois à Genève, il paraît certain qu’il le sera assez rapidement par l’Institut Fermi de physique nucléaire de Chicago.

La mise est d’importance. Normalement, le démontage du LEP, l’actuel accélérateur de particules, doit commencer début octobre. Et c’est dans son tunnel de 27 kilomètres de circonférence que doit prendre place le nouvel accélérateur, le LHC, conçu précisément pour la recherche de ce fameux boson de Higgs. Or cet immense chantier prendra cinq ans au moins. C’est bien plus qu’il n’en faut aux Américains pour décrocher la timbale.

Les sommes en jeu sont considérables. Chaque mois d’exploitation du LEP coûte six millions de francs aux Etats membres. Sans oublier les retards pris dans le chantier du LHC, qui n’ont pas été chiffrés mais dont le porte-parole du CERN estime qu’ils feraient plus que doubler la facture. S’il est vrai que pour les physiciens, le Higgs – comme ils l’appellent familièrement – n’a pas de prix, la pilule risque quand même d’être un peu dure à avaler.

Mais au fait, comment est-on parvenu à traquer ce fameux Higgs dans le LEP, un accélérateur qui en principe n’est pas capable d’une telle performance? C’est que depuis sa construction en 1989, le plus gros accélérateur de particules du monde a vu sa puissance multipliée par deux et la qualité du vide qui règne en son sein grandement améliorée. Aujourd’hui, il tourne aux limites ultimes de la résistance de ses composants.

C’est grâce à ces sommes d’énergie considérables que les physiciens du CERN ont réussi à repérer dans les deux derniers mois des traces inédites sur leurs détecteurs. S’agit-il vraiment de la signature du Higgs ou plus simplement de «bruits de fonds»? Actuellement, la marge d’erreur sur ces expériences est de 5 à 6 pour mille. Une valeur bien trop élevée pour les physiciens, qui ne commencent à parler de certitude qu’à partir de 5 à 6 (ou mieux encore 1) pour 10 millions!

En prolongeant la vie du LEP de quelques mois, on espère pouvoir affiner suffisamment les résultats pour permettre une publication que la communauté scientifique attend depuis 40 ans. C’est au début des années 60 en effet que le physicien écossais Peter Higgs jette les bases de sa théorie, qui postule l’existence du fameux boson, sans lequel l’ensemble du modèle standard admis en physique des particules s’effondre.

Le boson de Higgs appartient à une catégorie de particules qui n’entrent pas dans la composition de la matière ordinaire. Elles n’apparaissent que dans des conditions de température, de pression ou d’énergie extrêmes et leur durée de vie excède rarement quelques fractions de secondes. Ce sont généralement elles qui transmettent les forces permettant d’assurer la cohésion interne de la matière.

Leur détection est donc vitale pour les scientifiques. Car c’est en étudiant ces phénomènes extravagants que l’on parviendra à comprendre les mécanismes ultimes du fonctionnement de toute la création. Ainsi le boson de Higgs pourrait bien porter sur sa carte d’identité la réponse à une question jusque ici insoluble: pourquoi certaines particules ont-elles une masse et d’autres pas?

En outre, l’équipe qui parviendra enfin à «capturer» le Higgs sera pratiquement assurée du Prix Nobel de physique. C’est dire l’importance – et la difficulté – de la décision que doit prendre jeudi la direction du CERN.

Marc-André Miserez