Le boson de Higgs annonce une fin cataclysmique pour l'Univers

Publié par Adrien le 23/02/2013 à 00:07
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La vraisemblable découverte du boson de Higgs l'été dernier a permis de réaliser de nouvelles études scientifiques qui n'étaient pas possibles auparavant. Un des résultats qui en découle est que notre Univers est intrinsèquement instable et subira une fin cataclysmique dans plusieurs dizaines de milliards d'années.

Joseph Lykken, physicien théoricien au Fermi National Accelerator Laboratory, a déclaré cette semaine lors de la réunion (La Réunion est une île française du sud-ouest de l'océan Indien située...) annuelle de l'Association Américaine pour l'Avancement de la Science: "Il se pourrait que l'Univers soit intrinsèquement instable, et dans plusieurs milliards d'années, il pourrait s'anéantir". Cette projection (La projection cartographique est un ensemble de techniques permettant de représenter la surface de...) est basée sur un calcul de "l'instabilité du vide" de l'Univers, qui dépend de la masse du boson de Higgs (Le boson de Higgs est une particule élémentaire dont l'existence a été...).


La gravité façonne l'Univers par la masse des objets,
et c'est le boson de Higgs qui quantifie la masse

Qu'est-ce que le boson de Higgs a à voir avec le destin de l'Univers ?

Le boson de Higgs est lié au champ de Higgs, un champ d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) constituant l'espace permettant d'insuffler la masse aux particules élémentaires, et par conséquent à toute matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...). Le champ de Higgs possède une certaine énergie potentielle liée à la façon dont il interagit avec lui-même. Le champ de Higgs peut avoir des minimums et des maximums de son énergie potentielle, comme l'explique Tim Barklow, physicien au Laboratoire SLAC National Accelerator en Californie.

À l'heure actuelle, les calculs suggèrent que le champ de Higgs est à un minimum local de potentiel, mais il est statistiquement possible que dans plusieurs milliards d'années, via une fluctuation par effet tunnel, le champ bascule à un autre minimum de potentiel qui lui confère des propriétés différentes.

Si le champ de Higgs se retrouve à cet autre minimum d'énergie potentielle, il pourrait devenir beaucoup plus fort, conduisant les particules de l'univers à gagner de la masse. Tout changement dans la masse des particules fondamentales telles que le proton et l'électron aurait des répercussions drastiques. Atomes, planètes, étoiles, galaxies ne pourraient plus interagir comme ils le font actuellement si leurs constituants fondamentaux sont modifiés. "Toutes les lois de la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) changent et tout est déchiré", déclare Tim Barklow, qui est membre de l'expérience ATLAS du LHC, l'une des expériences qui a permis la découverte possible du boson de Higgs.

La destruction de notre Univers proviendra d'une petite bulle qui se créera ponctuellement, possédant un autre minimum de potentiel dans le champ de Higgs. Cette bulle se propagera en grossissant à la vitesse de la lumière, le champ de Higgs de notre Univers basculant progressivement vers ce nouveau minimum de potentiel. Ceci créera comme un Univers alternatif à l'intérieur de notre propre Univers qu'il finira par engloutir, comme dévoré de l'intérieur. Avec une vitesse d'expansion égale à la vitesse de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...), il ne sera pas possible de détecter la présence de cette bulle ni son approche.


Modélisation d'une portion de l'Univers

Pourquoi cette instabilité ?

La validité ou non de cette hypothèse dépend d'un certain nombre de propriétés, dont la masse du boson de Higgs. Elle n'était pas connue jusqu'à tout récemment, lorsque le LHC a produit une particule encore jamais observée qui semble être le boson de Higgs. La masse de cette particule est d'environ 126 GeV, soit environ 126 fois la masse du proton.

L'instabilité dépend aussi de la masse du quark top. La masse du Higgs et la masse du quark top se révèlent avoir des valeurs qui engendrent une instabilité fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.) dans le champ de Higgs, ce qui condamne notre Univers. "La présence de cette instabilité est liée à un quark top lourd et un boson de Higgs très léger", a déclaré le physicien Michael Peskin. "Et il s'avère que le quark top est très lourd et le boson de Higgs est plus léger qu'estimé précédemment."


Le détecteur ATLAS du LHC, en juillet 2007. Image CERN.

Pour autant, tout n'est pas perdu. Cette théorie est construite avec les connaissances actuelles de la physique, mais de nombreuses théories alternatives (Alternatives (titre original : Destiny Three Times) est un roman de Fritz Leiber publié...) et moins cataclysmiques, postulant par exemple l'existence d'autres particules, ne demandent qu'à être expérimentalement validées.
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