QJ a écrit :As-t-on appliqué le modèle du boson aux différentes théories de GUT avec super symétrie, et les variantes ? Et cela bien avant la "découverte" du fameux boson en connaissant les énergies développées par le LHC ? (A mon humble avis oui, et les calculettes ont probablement chauffés!)
Tout à fait, je ne suis pas assez spécialiste pour en parler, mais le même schéma des théories de jauge est utilisé.
Je rappelle que l’électromagnétisme résulte de l’invariance de jauge de la phase de la fonction d’onde (qui est complexe, on parle alors de groupe U(1)). En imposant aux équations de rester invariante de jauge locale (en changeant n’importe comment la phase en n’importe quel point) un terme de connexion doit apparaître, ce terme a exactement les propriétés pour décrire l’interaction électromagnétique. Le boson porteur de cette interaction a bien un spin 1 et une masse nulle.
Les physiciens ont essayé de faire la même chose avec l’interaction faible avec un autre objet qui a exactement les mêmes propriétés que le spin (ils l’ont appelé isospin), de la même façon en appliquant la même méthode au groupe SU(2), ils sont arrivés à décrire l’interaction faible. Comme le groupe a 3 générateurs, et ils connaissaient déjà la désintégration beta+ et beta-, ils ont dû postuler l’interaction par courant neutre, qui a été observé (c’est un peu ce qui a valu le prix nobel en 1979 pour le modèle de Glashow Salam Weinberg).
Cependant, il y avait une seule chose qui clochait : la masse des bosons intermédiaires. C’est pourquoi les physiciens ont postulé la brisure de la symétrie SU(2) par l’introduction du mécanisme de Brout Englert Higgs.
Plus ou moins en même temps, Gell-Mann a introduit le modèle des quarks, et a montré qu’ils devaient avoir 3 charges. Une autre théorie calquée sur les dernières, basées sur l’invariance par changement de couleur porté par le groupe SU(3) a vu le jour, c’est la chromodynamique quantique. Cette théorie prédit 8 gluons (8 générateurs du groupe), et d’autres choses comme la liberté asymptotique.
Partis de là, les physiciens se sont dits : on a l’interaction électrofaible, c’est le groupe SU(2)xU(1) unifiée. On a SU(3), est-ce qu’on pourrait trouver un groupe qui contient SU(2)xU(1) et SU(3) ? Et de même est-ce que cette symétrie pourrait être brisée ? Non pas à l’échelle de l’interaction électrofaible autour de 100 GeV, mais plutôt autour de 10^15 GeV.
Plusieurs modèles ont été créés, basés par exemple sur SU(5) (les fameuses GUT qui prédisent la désintégration du proton en 10^32 années, mais non observée, ce groupe prend en fait en compte les 3 couleurs de chaque quark par exemple down rouge, down vert, down bleu, et deux leptons, électron et neutrino) ou celui de Georgi-Sheldon basé sur SO(10).
Comme précédemment cette symétrie (SU(5) ou SO(10) ou autre) semble brisée, puisque l’on fait la distinction entre les quarks et les leptons. C’est pourquoi un mécanisme de brisure de symétrie doit également être utilisé, cependant cette symétrie devrait être brisée à une échelle beaucoup plus importante que celle de la symétrie électrofaible. Est-ce que c’est le champ de Higgs qui en est responsable ? ou bien est-ce un autre type de champ similaire ? Pour l’instant on n’en sait rien du tout.
Et bien sûr comme ça ne marche pas, ça ne les a pas empêchés d'aller chercher une symétrie fermion-boson, appelée supersymétrie, qui serait brisée à 10^19 GeV.
Ce résultat apporte néanmoins un progrès considérable sur la compréhension de la nature intime de la matière. 
(enfin une page de sommaire qui annonce le contenu du chapitre, y a pas d'équation dessus) 