De quoi sommes nous faits ? Du boson de Higgs pardi ! 2/2

PARTIE 2 SUR 2

Pour lire ou relire la première partie de cet article (en deux parties) consacré au boson de Higgs, cliquer ici.

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Quelques mots pour présenter très rapidement ce « Large Hadron Collider » (LHC), en français le Grand Collisionneur de Hadrons.

Il se situe à Genève, fait 27 km de circonférence et se situe à 100 m sous terre.

Dans cet anneau les particules sont accélérées à une vitesse extrêmement proche de celle de la lumière. Imagine ma cousine, que le faisceau de protons qui circule dans ces tuyaux est à la vitesse de pratiquement la lumière. Le LHC fait 27 km de circonférence et les protons qui y sont projetés font 11 245 tours par seconde.

Un premier groupe de particules tourne dans un sens, puis un 2e groupe tourne dans le sens inverse, et on fait ensuite entrer ces particules en collision.

Le choc provoqué est d’une puissance phénoménale et d’une violence inimaginable. On prend souvent comme exemple, que si un moustique était projeté à la même vitesse que ces particules son énergie serait supérieure à celle d’un Airbus A380 volant à pleine vitesse… Ces réactions dans le LHC sont 1 million de fois plus fortes que les réactions de fusion dans les bombes atomiques. Alors pour éviter que tout explose, les scientifiques mettent « en jeu » un nombre beaucoup plus restreint de particules. Ami passionné, je te laisse imaginer l’inouïe violence d’un tel choc.

L’onde dégagée qui se propage dans le champ de Higgs est le fameux boson de Higgs. Le boson de Higgs est donc une vibration qui se propage dans le champ de Higgs.

La difficulté est que le boson de Higgs se désintègre quasi immédiatement après son existence. On le détecte indirectement par les particules qui sont produites de sa désintégration. Seulement ce boson est créé environ une fois sur 10 milliards de collisions.

En physique quantique, c’est une particule de type Higgs qui a déclenché l’explosion cosmique du Big Bang. En d’autres termes, tout ce que nous voyons autour de nous, y compris les galaxies, les étoiles, les planètes et nous-mêmes, doit son existence au boson de Higgs.

Juste après le Big Bang, le champ de Higgs (composé de boson de Higgs) était nul, mais lorsque l’Univers s’est refroidi et que sa température est tombée en dessous d’une certaine température critique, le champ de Higgs a augmenté spontanément de sorte que toute particule interagissant avec lui a acquis une masse (comme expliqué dans la première partie). C’est ainsi que les éléments ont acquis leurs masses à l’exception de certains comme, par exemple, le photon.

Pourquoi certains éléments de la matière ont une masse et d’autres non ?

Chaque particule qui compose la matière est censée ne pas avoir de masse (comme expliqué dans la première partie) car elles ont des masses positives et négatives et elles s’annulent. Pourtant, on observe bien des masses dans la majorité des particules. Alors, d’où viennent-elles ?

Pour observer les masses de certaines particules il faut briser la symétrie de ces équations. C’est le boson de Higgs qui a été trouvé.

Donc, le poids d’un objet dépend de sa masse et de l’intensité du champ gravitationnel. Élémentaire, mon cher Watson !

Ainsi, ton corps possède une masse. L’attraction terrestre (prise comme référence et établie à 1) te donnera un poids de, prenons par exemple, 75 kg. Ta même masse sur la planète Uranus (compte tenu de la gravité de cette planète) fait que tu pèseras 75 X 0,92 = 69 kg, sur Pluton tu pèseras 75 X 0,06 = 4,5 kg, sur Jupiter tu pèseras 75 X 2,34 = 175,5 kg, sur le Soleil 75 X 27,01 = 2 025,75 kg soit plus de 2 tonnes (pas bon pour le moral, ça !), etc…

Tout a une masse et un poids depuis toujours, c’est l’évidence ? Ben…non ! Rien n’a de masse, ni de poids à l’origine > le boson de Higgs

À la création de l’Univers, une infime fraction de seconde après le Big-Bang, tout a été projeté dans l’espace sans aucune masse. Ce sont donc des énergies qui ont été projetées dans l’Univers. Le champ de Higgs a lui aussi été projeté dans l’espace.

Toutes les particules sans masse ont traversé le champ de Higgs, et ont acquis leur masse au fur et à mesure des rencontres et des chocs qu’elles ont subis pendant leur trajet.

Imagine que l’Univers, dès sa création, soit quadrillé par un champ avec des bosons de Higgs représenté ci-dessous :

Un photon (qui constitue la lumière) traverse le champ de Higgs mais fait partie des particules qui n’ont aucune interaction avec les bosons de Higgs :

Le photon traversant le champ de Higgs sans frottement ni rencontre restera sans masse dans l’Univers.

Par contre, quand un quartz entre dans le champ de Higgs, il entre en interaction avec les bosons de Higgs, il est freiné et il « grossit » de plus en plus et forme sa masse :

C’est le frottement d’une particule sans masse avec les bosons de Higgs qui font que ladite particule acquiert progressivement de la masse. Plus les frottements sont nombreux et longs, plus la masse devient importante

En le disant autrement, ça donne la petite vidéo ci-dessous d’une durée de 26 secondes (mettre le son de ton ordinateur) :

Mais il reste encore une question importante : pourquoi lorsqu’un photon traverse le champ de Higgs il n’entre pas en interaction avec les bosons de Higgs alors que ceci est le cas avec les quartz ? Pour le moment la communauté scientifique n’a pas de réponse.

Voilà, ami passionné, j’espère que ces deux parties d’articles consacrées au boson de Higgs ont été passionnantes pour toi.

À la prochaine,

Bye-bye,

Professeur Têtenlair

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40 Comments

  1. @ ie vengeur en réponse à son post du 5 novembre 2024 à 16h31
    Merci ami ie vengeur de tes encouragements qui me font très plaisir.
    Pour répondre à ta question, à mon niveau de contributeur, une fois que Christine à valider mon article et qu’il est parti dans les tuyaux pour apparaître publié dans le site, je ne peux plus rien faire, même après sa publication.
    Bien sûr, notre patronne Christine peut, elle, à tout moment, modifier un article. Mais la faute avait été remarquée, et tous les lecteurs de l’ article avaient corrigé d’eux-même, j’en suis persuadé.
    Je n’ai pas jugé utile de lui demander de corriger cette faute car elle a tant de choses à faire !
    Au plaisir ami.

  2. Un grand merci pour cette 2ème partie, cher Professeur Têtenlair !
    Avec passion et rigueur, tu défriches l’invisible,
    Explorant les secrets d’un cosmos indicible.

    • Merci Jules de tes encouragements qui me vont droit au cœur. Venant d’un contributeur comme toi, c’est une référence.
      Tu verses de plus en plus dans la poésie quand tu t’exprimes dans les forums 😅 😂

  3. Le brillantissime physicien Richard Feynman avait préféré utiliser le terme de « Partons » pour désigner les Quarks: un terme plus parlant et plus exact, à mon humble avis!…

    • Un grand merci de ce renseignement que j’ignorais.
      L’instruction est un travail d’équipe !!

    • Merci à toi aussi, ami Antiislam !
      Et merci de toutes tes rubriques/articles sur RR qui nous passionnent toujours !

  4. Passionnant !
    Mais ces expériences comportent-elles un risque pour ceux qui se trouvent au-dessus ?

    • Selon le CERN (exploitant du LHC), plusieurs études auraient été faites pour mesurer la dangerosité du LHC, notamment le risque de provoquer un mini trou noir, ou d’autres dangers. Conclusion : aucun danger.
      Espérons que ces études ne soient pas du même gabarit que celles qui avaient été faites lors du nuage de Tchernobyl, où ledit nuage a envahi l’Europe entière en contournant la France…
      Lors de la 2e partie de mon article, à l’endroit où je décris le LHC, j’avais pensé à évoquer un potentiel danger de toutes ces installations. Mais tous les rapports officiels disant qu’il n’y a absolument aucun danger, et je n’ai donc pas abordé la question.

      • Cela me fiche la frousse et me fait penser à l’apprenti sorcier de Disney.
        J’espère qu’ils contrôlent bien toutes ces expériences.

  5. Le boson de Higgs, et même le graviton, n’ont pas leur place dans la relativité générale ; et c’est très gênant. Des physiciens comme Lee Smolin soutiennent que la physique contemporaine est en crise : (1) incompréhension entre la physique quantique et la relativité générale ; et (2), et c’est plus grave : la physique n’a rien inventé de fondamental depuis la découverte des quarks dans les années 60…

    • Aujourd’hui, deux modèles de Grandes Théories Unifiées se font concurrence: le modèle des Supercordes et son développement ultérieur, la « Théorie M »…et la Gravité Quantique à Boucles. Cela dit, il est tout à fait possible que ces deux modèles représentent deux façons différentes de décrire la même chose!… Qui sait?!

      • Et oui ! Tout ça demande à être étudié le plus scientifiquement possible, c’est-à-dire avec calme, objectivité, démonstrations et preuves et dans l’acceptation des résultats.

    • Le modèle standard de la physique des particules est la meilleure théorie scientifique actuelle pour décrire les éléments constitutifs les plus fondamentaux de l’Univers. Il explique comment les particules appelées quarks (qui composent les protons et les neutrons) et leptons (qui comprennent les électrons) constituent toute la matière connue.
      Le boson de Higgs appartient, et est un élément essentiel du Modèle standard.
      Cela dit, comme tu le dis ami passionné Henri, il n’y a aucun lien entre le boson de Higgs et la Relativité Générale. Ce qui est exact. Est-ce vraiment très gênant ? Seuls des ultras spécialistes pourraient le dire.
      Merci des autres informations que tu nous donnes.

      • Attendons un nouveau génie de la physique (un mélange de Galilée, Newton et Einstein !) pour réconcilier les deux approches et pour expliquer le pourquoi du comment des constantes du modèle standard. Cela dit, plus la physique explique les choses, et plus elle ouvre des nouveaux horizons inconnus… C’est aussi ce qui en fait le charme !

  6. Le bozon de HIGGS ??? c’est i quoi cela ???? LA FUMISTERIE DU SIECLE permettant a deux  » pseudos chercheurs de 80 balais , PROUVEZ LE CONTRAIRE !!!! n’ayant JAMAIS DE TOUTE LEUR VIE experimentés QUOI que ce soit MATERIELLEMENT , prouvez le contraire , n’ayant vecu toute leur vie , je dis bien toute leur vie que d’une formule imaginaire puisque theorique .Grace a l’appuie de la doxa scientifique des copains…Leur theorie sur la particule de DIEU = imaginez 100 millions de monton blancs , un SEUL avec un grain de beauté sous le ventre et ces moutons passent rapidement devant un portillon gardé par nos deux dit savants , quand et comment vont’ils trouver le grain de beauté sur le mouton ???? NE REVONS PAS , impossible. Non il fallait offrir 1,5 million de dollars a ces deux chercheurs pour leur retraite meritée a ne rien glander pendant 50 ans sauf a ecrire 10 mots sur un bout de papier.Telephoné au Cern voila 2 ans , incapable de repondre et raccroché au nez …ahahahhahaqhahhahahahhaha les escrocs , et DIEU dans tout cela , DIEU ? le grain de beauté sous le ventre du mouton., lequel ????

    • RÉPONSE À MON AMI CLAUDE GERMAIN 1/5
      Quelle lecture prenante ami Claude, que ton post ! Réaction très intéressante de ta part, mais très surprenante quand même.
      D’une façon générale, en Sciences, toute contestation doit être écoutée très sérieusement. Puis, en fonction des raisonnements, des références et des aboutissements, on peut se faire un jugement. Ça, c’est pour les astrophysiciens de très hauts niveaux, de niveaux internationaux. Ce que je ne suis pas c’est une certitude, et ce que, je pense, tu n’es pas non plus sauf erreur de ma part.
      Ainsi, dans ce que nous sommes toi et moi, nous ne pouvons faire référence qu’aux versions officielles (censées avoir été établies sur des travaux sérieux), voir à des scientifiques sérieux mais contestataires des travaux officiels, apportant leurs propres travaux de chercheurs. Exemple : Jean-Pierre PETIT avec son modèle JANUS.

    • RÉPONSE À MON AMI CLAUDE GERMAIN 2/5
      Ami Claude, tu as raison de douter. Un scientifique qui ne doute plus est un scientifique mort. Mais dans le doute, ou s’il nie une hypothèse, il faut impérativement qu’il amène une « contre hypothèse » ou une hypothèse différente.
      Tu nies le boson de Higgs avec virulence et considère que ceux qui ont démontré son existence physico-mathématiquement en 1964, Robert Brout, François Englert et Peter Higgs sont des, je te cite « pseudos chercheurs de 80 balais » et qui ont, je te cite à nouveau, « rien glander pendant 50 ans sauf à écrire 10 mots sur un bout de papier ».
      Peut-être n’as-tu pas bien perçu le génie de ces 3 personnes d’avoir découvert quelque chose d’ultra fondamentale sur le papier, comme cela est souvent arrivé en cosmologie et astronomie ?

    • RÉPONSE À MON AMI CLAUDE GERMAIN 3/5
      Alors, sauf mauvaise compréhension de ma part de ton post, tu nies en bloc le boson de Higgs. Dont acte. Qu’amènes-tu en contrepartie ? Une simple négation, une autre théorie ?
      À l’origine du Big Bang, l’explosion n’a dégagé que de l’énergie. Les masses ont donc dû se constituer. Peux-tu nous présenter une hypothèse de n’importe quel autre scientifique qui aurait une autre explication, ce que l’on pourrait concevoir de toute évidence.
      L’exemple que tu prends d’un seul grain de beauté sous le ventre d’un mouton parmi 100 millions est excellent, et je t’en félicite. Cela paraît totalement improbable et c’est ce qui s’est passé lors de la découverte du boson de Higgs, tant il était improbable de le découvrir, ce qui en fait une des plus grandes découvertes de la cosmologie de tous les temps.

    • RÉPONSE À MON AMI CLAUDE GERMAIN 4/5
      Ce qui m’intrigue le plus dans ton post, ce n’est pas tant la négation que tu portes au boson de Higgs. Toute découverte scientifique se heurte en premier lieu à la remise en cause d’autres découvertes ou à la remise en cause de l’orgueil d’autres scientifiques, voire des raisons politiques. L’extraordinaire professeur Didier RAOULT l’a bien expliqué quand il était l’objet, et il l’est toujours d’ailleurs, du massacre de la dictature nazie de Macron et ses sbires à son encontre.
      Ce qui m’intrigue c’est quand tu écris, je te cite : « (…) et DIEU dans tout cela , DIEU ? (…) ». Ne donnerais-tu pas une dimension religieuse à la chose qui freinerait en toi l’acceptation d’explications scientifiques de la création du Monde et de l’Univers ?
      La question serait passionnante, et, pour ma part, quelles que soient les découvertes qui sont faites, elles parviennent du Créateur.

    • RÉPONSE À MON AMI CLAUDE GERMAIN 5/5
      Pour ma part, et je l’ai souvent écrit dans les forums suivant mes articles, je dois toujours m’en tenir aux versions officielles des éléments. Ce qui ne m’empêche pas d’avoir certaines affinités ou non avec certaines explications.
      Cependant, cette rubrique des Sciences et de l’Astronomie sur RR, autorisée par Christine et je ne cesse de la remercier pour cela, doit impérativement rester une rubrique de vulgarisation de toutes ces choses. Ceci implique de ne parler que des versions officielles, en essayant d’être le plus simple et le plus plaisant possible.
      Rien n’empêche après dans les forums d’émettre quelques idées comme tu viens de le faire et comme je pense t’avoir répondu avec le plus grand sérieux.
      Merci ami Claude et à la prochaine !

    • C’est quoi ce délire anti-scientifique haineux?! Je suppose que vous faites partie des sinistres crétins qui s’imaginent que la Terre est plate, qu’on a jamais marché sur la Lune et que les Armes Nucléaires n’existent pas… Il est tellement rassurant de croire que le très sinistre « Dieu » de la Bible veille sur nous tendrement…sauf quand il s’agit d’envoyer en enfer pour l’éternité tous ceux qui osent ne pas croire en lui, n’est-ce-pas?! Pauvre type, va! Oui, plus que jamais, toutes les « religions » du monde ne sont que des sinistres et sanglantes écoles d’esclavage!…

      • Il est vrai que pour certaines personnes il y a une difficulté de liaison entre la science et les croyances religieuses. Ceci peut se comprendre.
        Pour d’autres, comme ton modeste serviteur, je n’ai aucune difficulté sur cette question. Le Monde a été créé par une puissance divine dont on ne peut imaginer la force et le pouvoir, ce qui n’empêche en rien et ne contredit en rien, la science de découvrir ce Monde au fil des siècles.
        Après, sur ton sentiment que tu exprimes concernant « Dieu », la Bible, et la spiritualité plus ou moins représentée par les religions, il ne concerne que toi dans la forme et le fond 😊.
        Un grand merci de ta participation à ce forum comme tu le fais régulièrement.

    • Le boson de Higgs ? C’est une nouvelle religion !
      « Juste après le Big Bang … » … Quel Bing Bang ? Une théorie bancale qui sert bien des « causes ». M’enfin, y’en faut pour tous les goûts.
      Et puis laissons Dieu là où il est : dans l’esprit des vulgaires.
      Au nom du Pèze, du Fric et du Profit !

      • Merci ami Bisounours de l’intérêt que tu portes à mon modeste article sur le boson de Higgs. Tout scientifique doit avoir un esprit douteux. Mais tout scientifique ne peut pas nier une théorie (par définition non encore démontrée) sans en faire la démonstration.
        Or, il semblerait que tu nies le Big-Bang, le boson de Higgs, sans le moindre argument de ta part, ou de scientifiques qui iraient dans ton sens. Les seules négations par des points d’exclamations font très plaisir à ceux qui les écrivent ou les disent, mais n’ont aucune chance d’être prises au sérieux par la communauté scientifique. C’est ce que tu fais, si je me réfère à ton post.
        Quant à ta dernière phrase, « Au nom du Pèze, du Fric et du Profit ! », je pense qu’elle relève de quelqu’un en recherche d’existence et, apparemment, assez mal dans sa peau. Donc, sans commentaire.

  7. Merci cher et inestimable professeur. Je suis tout ébaubi de ces explications.

  8. Merci cachou! Grâce à toi on sait, comment Macron acquiert la masse de ses conneries : en traversant la meute de crétins à sa botte! Toujours aussi passionnant ! Bonne journée.

    • Merci cher ami keraudren de ton observation. Elle est exacte et pertinente. Je plaide coupable. À deux reprises dans mon modeste article j’ai employé le mot, et l’ai écrit « quartz ». Il fallait, effectivement, l’écrire « QUARK » au singulier et « QUARKS » au pluriel.
      Le « quartz » est, comme tout le monde le sait, un minéral d’aspect de grands cristaux incolores ou colorés. Alors que les quarks sont des particules élémentaires, constituants ultimes de la matière. Elles répondent, actuellement, totalement aux explications des données expérimentales qui ne cherchent donc aucune autre sous-structure plus fine pour leurs explications.
      Bien que coupable, je ne mérite pas la chaise électrique, car mes explications sont dictées dans mon ordinateur et traduites automatiquement dans un traitement de texte. Trois relectures suivent ensuite, mais ce mot il y a échappé.
      Cela dit, je trouve toujours sympathique de signaler quelques erreurs, mais je trouve tout aussi sympathique que ceux-là même me donne leur point de vue sur l’ensemble de l’article.

      • Cachou, je m’en suis douté aussi mais j’ai mis ça sur le compte du correcteur d’orthographe automatique. Merci a Kerauden!

        • T’inquiète paupiette !
          Mais, comme je l’ai dit à keraudren, ne révéler qu’en 3 mots une petite erreur que tous les lecteurs avaient d’office déjà corrigé d’ailleurs, et ne donner aucun avis ni aucune opinion sur l’ensemble de l’article est toujours un peu tristounet.
          C’est encore plus tristounet quand on invite l’auteur des 3 mots à donner son avis sur l’article et qu’il ne le fait pas 😊

      • J’avais compris. Cela n’enlève rien à cet article lumineux dont j’ai retenu l’essentiel. Bon, il est 14h30 à ma montre à quarcks, je vais aller nettoyer ma terrasse. Montre à quartz, évidemment. Comme quoi sur une longueur de texte comme le fait brillamment Cachou, une broutille comme celle-là, c’est de la gnognotte. J’aimerais bien me peser sur Pluton. Je pèse 70 kilos pile. Donc 4,2 kgs, le rêve. Plus de régimes!

        • @ Le chti français
          @ Argo
          Chers amis, quark que tout le monde en pense, je suis persuadé que vous aviez compris. Mais je ferai plus attention à l’avenir, quark cela m’en coûtera. Enfin, quark qu’il se passera ce soir, ça ne m’empêchera pas de bouffer ma raclette comme un porc, quark qu’en prenne ma réputation.

          • Il n’y avait pas possibilité de réviser l’erreur une fois l’article envoye ? ce que permettent bien d’autres sites.
            PS superbe article de vulgarisation, comme toujours.

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