le solénoïde compact de muons (CMS) est un détecteur à usage général au Grand collisionneur de hadrons (LHC). Il a un vaste programme de physique allant de l’étude du modèle Standard (y compris le boson de Higgs) à la recherche de dimensions supplémentaires et de particules qui pourraient constituer la matière noire. Le détecteur CMS est construit autour d’un énorme aimant solénoïde., Cela prend la forme d’une bobine cylindrique de câble supraconducteur qui génère un champ de 4 tesla, environ 100 000 fois le champ magnétique de la Terre. Le champ est confiné par un « joug” en acier qui constitue la majeure partie du poids du détecteur de 14 000 tonnes. Crédit: CERN
le boson de Higgs est la particule fondamentale associée au champ de Higgs, un champ qui donne de la masse à d’autres particules fondamentales telles que les électrons et les quarks. La masse d’une particule détermine à quel point elle résiste à changer de vitesse ou de position lorsqu’elle rencontre une force. Toutes les particules fondamentales n’ont pas de masse., Le photon, qui est la particule de lumière et porte la force électromagnétique, n’a pas de masse du tout.
le boson de Higgs a été proposé en 1964 par Peter Higgs, François Englert et quatre autres théoriciens pour expliquer pourquoi certaines particules ont une masse. Les scientifiques ont confirmé son existence en 2012 grâce aux expériences ATLAS et CMS du Grand collisionneur de hadrons (LHC) au CERN en Suisse. Cette découverte a conduit à l’attribution du prix Nobel de physique 2013 à Higgs et Englert.,
le premier embout intérieur du détecteur ATLAS après insertion complète dans le Cryostat à Argon liquide. Crédit: © CERN
Les scientifiques étudient actuellement les propriétés caractéristiques du boson de Higgs pour déterminer s’il correspond précisément aux prédictions du modèle Standard de la physique des particules. Si le boson de Higgs s’écarte du modèle, il peut fournir des indices sur de nouvelles particules qui interagissent uniquement avec d’autres particules du modèle Standard à travers le boson de Higgs et conduire ainsi à de nouvelles découvertes scientifiques.,
tunnel du LHC. Crédit: © CERN
faits sur le Boson de Higgs
- le boson de Higgs tire sa masse comme les autres particules—de ses propres interactions avec le champ de Higgs.
- Il peut y avoir plus d’un boson de Higgs. Un modèle théorique de la nouvelle physique prédit cinq bosons de Higgs.
- Tandis que le boson de Higgs donne une masse aux quarks qui composent un proton, il n’est responsable que de donner un proton environ 10% de sa masse., L’autre 90% de la masse d’un proton provient des interactions complexes des quarks et de la forte force nucléaire.
- étant donné que le boson de Higgs a pour rôle de générer la masse d’autres particules et que la matière noire peut principalement être détectée par sa masse, le boson de Higgs peut être un portail unique pour trouver des signes de matière noire.
Bureau des sciences du DOE: Contributions à la recherche sur le Boson de Higgs
Le LHC du CERN est le collisionneur de particules de la plus haute énergie au monde. C’est actuellement le seul endroit où les scientifiques peuvent créer et étudier des bosons de Higgs., Le bureau des Sciences (SC) du DOE a fourni d’importants aimants d’accélérateur pour aider à construire le LHC. Le DOE soutient également de nombreux scientifiques, ingénieurs et techniciens dans le cadre du programme LHC. Le LHC héberge quatre grands détecteurs expérimentaux de particules, dont deux sont partiellement pris en charge par le bureau de la physique des hautes énergies de SC: ATLAS et CMS. Les chercheurs Américains représentent environ 20% et 25% des collaborations ATLAS et CMS, respectivement. Ils jouent également un rôle de leadership dans de nombreux aspects de chaque expérience., Ces expériences font des mesures précises des propriétés du boson de Higgs pour déterminer s’il correspond aux prédictions du modèle Standard ou Offre des indices sur une nouvelle physique, explorant de nouvelles particules et leurs interactions, et identifiant la nouvelle physique de la matière noire.