Le temps de vie du boson H mesuré pour la première fois

Dans un article récemment paru dans la revue Nature Physics, l'expérience CMS au CERN, à laquelle participe le service de physique des particules élémentaires de l'ULB, a présenté une mesure du temps de vie du Boson H découvert le 4 juillet 2012.

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( Photo: Atlas Experiment )

ENGINEERINGNET.BE - La durée de vie prédite du boson H est d'environ 1,6.10-22 secondes. Cette durée est, d'une part, trop petite pour que le boson H parcoure une distance mesurable avant de se désintégrer.

Elle est d'autre part trop grande pour que les fluctuations quantiques sur la masse du boson H, qui sont inversement proportionnelles au temps de vie selon le principe d'incertitude d'Heisenberg, soit mesurable. La mesure du temps de vie du boson H est donc un véritable challenge.

La méthode la plus prometteuse a été développée depuis plusieurs années entre autres par l'équipe du Prof. Pascal Vanlaer à l'ULB. Cette méthode consiste à mesurer le rapport du taux d'observation de bosons H produits avec leur masse nominale, au taux d'observation de bosons H dits virtuels, c'est-à-dire produits avec une masse très supérieure à leur masse nominale.

En analysant une grande partie des données récoltées jusqu'ici par l'expérience CMS au CERN, les chercheurs ont obtenu la première mesure significative du temps de vie du boson H: (2,1+2,3-0,9).10^-22 secondes, compatible avec les prédictions du modèle théorique de référence de la physique des particules, le modèle dit "standard".

Lors de cette analyse, la production de bosons H virtuels a été observée pour la première fois avec un degré de certitude élevé (moins de 3 chances sur 10000 que l'observation soit un artéfact). Le taux de production de bosons H virtuels que les chercheurs ont mesuré est compatible avec les prédictions du mécanisme de Brout-Englert-Higgs.

C'est une observation très importante qui vient appuyer la description des interactions du boson H telle qu'elle faite par le modèle standard.