Si existe el esquivo bosón de Higgs, una partícula que los científicos se afanan en descubrir para completar el Modelo Estándar de Física de Partículas, su rango de masas está entre unos 115 y 130 gigaelectronvoltios (GeV). Esto supone un avance “significativo” en la búsqueda, según los investigadores de los experimentos CMS y ATLAS que hoy han presentado los datos en la sede de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN). La comunidad científica confía en que a finales de 2012 quede aclarado si existe o no el bosón de Higgs.

"Las colaboraciones ATLAS y CMS (los dos mayores experimentos del Gran Colisionador de Hadrones o LHC) han conseguido excluir con los datos coleccionados en 2011 masas del Higgs en el modelo estándar por encima de unos 127 GeV, lo cual representa un gran avance en esta búsqueda", explica a SINC Juan Alcaraz, investigador principal del CIEMAT en el CMS.

Cintíficos de los experimentos ATLAS y CMS han presentado hoy en un seminario en el CERN el estado de su búsqueda del bosón de Higgs que predice el Modelo Estándar de Física de Partículas. Sus resultados se basan en el análisis de una cantidad de datos considerablemente mayor que la de los resultados que se presentaron en las conferencias del pasado verano, cantidad suficiente para hacer progresos significativos en la búsqueda del bosón de Higgs, pero no para hacer una afirmación rotunda sobre la existencia o no de esta elusiva partícula.

"En el intervalo de masas 114-127 GeV, ambas colaboraciones ven ligeros excesos, particularmente en el canal de desintegración de dos fotones y para masas en la zona 124-126 GeV, pero la cantidad de datos recogidos hasta la fecha no es suficiente para poder determinar si se trata realmente de la partícula Higgs o de simples fluctuaciones estadísticas algo superiores a lo esperado", aclara Alcaraz.

El investigador contextualiza el avance: "Estas fluctuaciones son del orden de unas 2-3 desviaciones estándar, y la práctica común en el caso de descubrimiento de nuevas partículas dicta la observación de al menos 5 desviaciones estándar, lo que aseguraría que se trata de un exceso estable. Cabe destacar que hay pocas diferencias entre las capacidades de ATLAS y CMS en cuanto a la detección del Higgs se refiere. Las fluctuaciones estadísticas en esta búsqueda son en este momento más importantes que pequeñas diferencias en las características de cada experimento".

La conclusión principal

De momento, la principal conclusión es que si existe el bosón de Higgs su rango de masas más probable está entre 116 y 130 GeV, según el experimento ATLAS, y entre 115 y 127 GeV, según CMS. Ambos experimentos han visto indicios en la misma región de masas, pero no lo bastante sólidos para ser considerados un descubrimiento.

El bosón de Higgs, de existir, tiene una duración muy breve y se desintegra en muchas formas distintas. Su descubrimiento se basa en observar las partículas en las que se desintegra más que el propio bosón de Higgs. Tanto ATLAS como CMS han analizado varios canales de desintegración, y han visto pequeños excesos en la región de baja masa donde la presencia del bosón de Higgs aún no había sido excluida.



Si existe el bosón de Higgs, tiene una duración muy breve y se desintegra en muchas formas distintas.

Por separado, ninguno de estos excesos es más significativo estadísticamente que lanzar un dado y sacar dos seis consecutivos. Lo interesante es que hay diferentes medidas independientes que señalan a la región entre 124 y 126 GeV. Es aún muy pronto para decir si ATLAS y CMS han descubierto el bosón de Higgs, pero estos resultados actualizados están generando un gran interés en la comunidad científica de física de partículas.

“Hemos restringido la región de masas más probable para el bosón de Higgs de 116 a 130 GeV, y en las últimas semanas hemos empezado a ver un fascinante exceso de eventos en el rango de masas alrededor de 125 GeV”, explica la portavoz del experimento ATLAS Fabiola Gianotti. “Este exceso puede deberse a una fluctuación, pero también podría ser algo más interesante. En este punto no podemos concluir nada. Necesitamos estudiar más datos. Dado el excepcional funcionamiento del LHC este año, no tendremos que esperar mucho para tener datos suficientes y esperamos resolver este puzle en 2012”.

“No podemos excluir la presencia del bosón de Higgs del Modelo Estándar entre 115 y 127 GeV debido a un modesto exceso de eventos en esta región de masa que aparece, bastante consistentemente, en cinco canales de desintegración diferentes”, señala el portavoz de CMS, Guido Tonelli. “El exceso es más compatible con un bosón de Higgs del Modelo Estándar en la proximidad de los 124 GeV y por debajo, pero la significancia estadística no es lo suficientemente grande como para decir algo concluyente. Lo que vemos hoy es consistente tanto con una fluctuación de fondo o con la presencia del bosón. Análisis más refinados y los datos adicionales que aporte el LHC en 2012 darán definitivamente una respuesta”.

Despejar la incógnita en 2012

En los próximos meses, ambos experimentos refinarán aún más sus análisis de cara a las conferencias de invierno de física de partículas previstas para marzo. Sin embargo, una declaración definitiva sobre la existencia o no del bosón de Higgs requerirá más datos, y no es probable que se produzca hasta el final del año que viene.

"El próximo paso es el análisis de los datos que el LHC proporcionará en 2012, entre 10 y 20 femtobarn inversos, esto es, de dos a cuatro veces la cantidad de datos actual, y esta nueva muestra debería permitir confirmar o refutar la existencia de este exceso", adelanta Alcaraz. "En el caso de confirmarse la existencia de una señal, el paso siguiente sería determinar con mayor precisión si la cantidad de sucesos es consistente con lo predicho por el Modelo Estándar, cuál es su masa y otras propiedades (¿es realmente su espín cero?). Pero si se confirma que se trata de una simple fluctuación estadística, la búsqueda proseguiría hasta la masa más baja posible (114 GeV)".

Si no se observara el bosón de Higgs, se continuaría la búsqueda en otros modelos. En muchos de los modelos populares que lo extienden, se espera no ya un sólo campo de Higgs, sino al menos dos, con una posible reducción de la cantidad de sucesos esperados. El Higgs podría tener también acoplos diferentes a otras partículas, de tal forma que los canales considerados como más probables pudieran no serlo en realidad.

Incluso bajo la hipótesis de una ausencia completa de señal en el intervalo de masas 114-600 GeV, es ineludible la presencia de algo con propiedades semejantes al bosón de Higgs. Su ausencia a baja masa se manifestaría entonces en el LHC como un incremento detectable de la producción de pares de bosones a altas energías de colisión y posiblemente daría lugar a nuevas estructuras en el espectro de masas en la zona de los miles de GeV.

La llave de Higgs para el Modelo Estándar

El Modelo Estándar es la teoría que los físicos usan para describir el comportamiento de las partículas fundamentales y las fuerzas que actúan entre ellas. Describe la materia ordinaria de la cual estamos compuestos nosotros y todo lo observable. Sin embargo, no describe el 96% del universo, que es invisible. Uno de los objetivos principales del programa de investigación del LHC es ir más allá de este modelo, y el bosón de Higgs podría ser la llave.

Este bosón confirmaría esta teoría, presentada por primera vez en la década de los sesenta, pero podría tomar otras formas relacionadas con teorías que van más allá. Un bosón de Higgs dentro del Modelo Estándar podría seguir señalando a nueva física mediante sutilezas en su comportamiento que sólo surgirían después de estudiar un gran número de desintegraciones de esta partícula.

Pero si estuviera fuera, la ausencia del bosón de Higgs del Modelo Estándar señalaría enormemente la presencia de nueva física en el rango de energía para el que está diseñado el LHC, 14 TeV (teraelectronvoltios), que se espera alcanzar después de 2014. Tanto si ATLAS y CMS muestran en los próximos meses que el bosón de Higgs del Modelo Estándar existe o no, el programa del LHC está abriendo el camino a una nueva física.

"Sea cual sea la continuación, no cabe duda que el LHC representará un gran gran primer paso en la comprensión de ese concepto tan natural pero a la vez tan oscuro: la masa", concluye Juan Alcaraz.

Los misterios del bosón de Higgs

El bosón de Higgs es la única partícula aún no descubierta del denominado modelo estándar. Es una partícula sumamente especial, esencial en el Modelo Estandar para explicar la unificación entre fuerzas electromagnéticas y débiles, así como la existencia de partículas con masa, tal y como observamos en el universo que nos rodea. Su búsqueda en el LHC se ha focalizado en la región de masas comprendida entre 114 y 600 giga-electrón voltios (GeV), siendo 1 GeV aproximadamente la masa de un protón. La masa de 114 GeV corresponde al límite inferior establecido por los experimentos de LEP, el gran colisionador electrón-positrón del CERN, que ocupó en el pasado el túnel que ahora ocupa el LHC. La masa de 600 GeV corresponde al límite a partir del cual se considera que el Higgs no se puede tratar como una partícula propiamente dicha, al tener una probabilidad de desintegración excesivamente elevada, así como la masa a partir de la cual aparecerían dificultades de interpretación dentro del modelo estándar. La luminosidad integrada que han coleccionado los experimentos ATLAS y CMS, cercana a los 5 femtobarn inversos, ya es suficiente para realizar una búsqueda eficiente del bosón de Higgs en el intervalo de masas citado. (Para hacernos una idea, un femtobarn inverso representa algo cercano a unos 300 millones de sucesos analizados en un detector como CMS.)

El Higgs es una partícula inestable, que se desintegra inmediatamente en otras partículas en el mismo punto de colisión de protones. Dependiendo de la hipótesis de masa estudiada, hay canales de desintegración más convenientes que otros. En el intervalo de masas por encima de 130-140 GeV, los canales más eficaces par la búsqueda corresponden a la desintegración del Higgs en pares de bosones W ó Z, con posterior descomposición en cuatro leptones o dos leptones y dos quarks.

En el intervalo de baja masa, 114-130 GeV, el canal más prometedor es la desintegración del Higgs en un par de fotones que, si bien es una canal poco probable, está mucho menos afectado por procesos de fondo que otros. Hay que destacar que estos análisis buscan señales de unas decenas de sucesos sobre un total de millones y que, incluso después de aplicar criterios de selección estrictos, se termina buscando un pequeño exceso sobre un fondo de centenas o miles de sucesos.

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Participación española

Desde la puesta en marcha del detector ATLAS, donde participan 3.000 científicos de 174 instituciones procedentes de 38 países, investigadores del Instituto de Física Corpuscular (IFIC), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de València; el Institut de Fisica d'Altes Energies (IFAE), consorcio entre la Generalitat de Catalunya y la Universitat Autònoma de Barcelona; el Instituto de Microelectrónica de Barcelona (CNM?IMB?CSIC); y la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), participan activamente en la operación y mantenimiento de los detectores, con una fuerte presencia en las actividades de alineamiento y calibración.

Dentro del amplio programa de investigación del LHC, los grupos españoles en ATLAS participan en un gran número de líneas de investigación en el análisis de los datos, que cubren muchos de los temas a priori más interesantes del programa del LHC. En particular, en el caso de la búsqueda del bosón de Higgs del Modelo Estándar, los grupos han estudiado diferentes estados finales resultado de la desintegración de la partícula de Higgs en dos fotones, dos leptones taus, y dos bosones Z o W.

Por su parte, en CMS, donde participan 3.000 científicos de 172 institutos en 40 países, están presentes grupos experimentales del Instituto de Física de Cantabria (IFCA), centro mixto CSIC-Universidad de Cantabria; la Universidad de Oviedo; el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT); y la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), que participan en la búsqueda del bosón de Higgs. Destaca la relevante participación de los investigadores de la Universidad de Oviedo y del IFCA en el análisis del canal de desintegración del bosón de Higgs en bosones WW, y de los investigadores del CIEMAT en el canal de desintegración en bosones ZZ, ambos muy relevantes en esta búsqueda y que han sido claves para excluir que su masa se encuentre entre 127 y 600 GeV.

La participación de los grupos de investigación españoles en el LHC cuenta con el apoyo del Ministerio de Ciencia e Innovación a través del Programa Nacional de Física de Partículas y del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), proyecto Consolider-Ingenio 2010 cuyos principales objetivos son la promoción y coordinación científica de la participación española en proyectos internacionales, el desarrollo de actividades comunes de I+D y la formación e incorporación a los grupos de nuevos investigadores y técnicos. El CPAN pretende consolidar estas actuaciones mediante la constitución de un centro en red de carácter permanente, análogo a los existentes en otros países de nuestro entorno.

http://www.agenciasinc.es

La principal conclusión de los experimentos es que el bosón de Higgs del Modelo Estándar, de existir, muy probablemente tiene una masa restringida al rango de 116-130 GeV por el experimento ATLAS, y de 115-127 GeV por CMS. Se han encontrado pistas prometedoras en ambos experimentos en esta región de masa, pero aún no son lo bastante fuertes para reclamar un descubrimiento.

Los bosones de Higgs, de existir, son de vida corta y pueden decaer de muchas formas distintas. De la misma forma que una máquina expendedora te devuelve la misma cantidad de cambio usando distintas combinaciones de monedas, el Higgs puede desintegrarse en distintas combinaciones de partículas. El descubrimiento depende de observar excesos estadísticamente significativos de partículas en las que decae, más que de observar el propio Higgs. Tanto ATLAS como CMS han analizado varios canales de desintegración, y el experimento ve pequeños excesos en la región de masa baja que aún no se ha excluido.

Tomados de forma aislada, ninguno de estos excesos es más significativo que tirar un dado y obtener dos seis consecutivos. Lo interesante es que hay múltiples medidas independientes que apuntan a la región entre 124 y 126 GeV. Es demasiado pronto para decir si ATLAS y CMS han descubierto el bosón de Higgs, pero esta actualización de resultados está generando un gran interés en la comunidad de la física de partículas.

Cientos de científicos de universidades e instituciones de Estados Unidos están muy implicados en la búsqueda del bosón de Higgs en los experimentos del LHC, por ejemplo el físico de CMS Boaz Klima, del Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi del Departamento de Energía cerca de Chicago. “Los científicos de Estados Unidos están definitivamente en medio de todos los aspectos y a todos los niveles”, dice.

Más de 1600 científicos, estudiantes, ingenieros y técnicos de más de 90 universidades estadounidenses, y cinco laboratorios nacionales de Estados Unidos, toman parte en los experimentos CMS y ATLAS, la gran mayoría a través de una red de banda ultra-ancha que envía los datos a los investigadores en universidades y laboratorios de toda la nación. La Oficina de Ciencia del Departamento de Energía y la Fundación Nacional de Ciencia proporcionan apoyo para la participación de Estados Unidos en estos experimentos. El Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi es el laboratorio madre para el contingente estadounidense del experimento CMS, mientras que el Laboratorio Nacional Brookhaven alberga a la colaboración ATLAS estadounidense.

A lo largo de los próximos meses, los experimentos CMS y ATLAS se centrarán en refinar sus análisis a tiempo para las conferencias de física de partículas de invierno, en marzo. Los experimentos reanudarán la toma de datos en la primavera de 2012.

“Ya hemos analizado todos o la mayor parte de los datos tomados en 2011 en algunos de los análisis más importantes en la búsqueda del Higgs”, dice el físico de ATLAS Rik Yoshida del Laboratorio Nacional Argonne, cerca de Chicago. “Creo que todo el mundo está muy sorprendido y contento por el ritmo de progreso”.

Los científicos que buscan el Higgs en experimentos en el acelerador de partículas estadounidense Tevatron, también presentarán sus resultados en marzo.

Descubrir el tipo de bosón de Higgs predicho en el Modelo Estándar confirmaría una teoría propuesta por primera vez en la década de 1960.

Incluso si los experimentos encuentran una partícula donde esperaban encontrar el Higgs, se necesitarán más análisis y datos para demostrar que es un Higgs del Modelo Estándar. Si los científicos encuentran sutiles desviaciones del Modelo Estándar en el comportamiento de la partícula, esto apuntaría a la presencia de una nueva física, vinculada a teorías que van más allá del Modelo Estándar. Observar un Higgs fuera del Modelo Estándar, actualmente más allá del alcance de los experimentos del LHC con los datos recopilados hasta ahora, abriría inmediatamente la puerta a la nueva física.

Otra posibilidad, descubrir la ausencia de un Higgs del Modelo Estándar, apuntaría a nueva nueva física en el modo de máxima energía del LHC, preparado para lograrse después de 2014. Si ATLAS o CMS demuestran en los próximos meses que el Higgs del Modelo Estándar existe, o no, el programa del LHC se acercará a nuevos descubrimientos.

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Fecha Original: 13 de diciembre de 2011 Enlace Original

13 December 2011. In a seminar held at CERN1 today, the ATLAS2 and CMS3 experiments presented the status of their searches for the Standard Model Higgs boson. Their results are based on the analysis of considerably more data than those presented at the summer conferences, sufficient to make significant progress in the search for the Higgs boson, but not enough to make any conclusive statement on the existence or non-existence of the elusive Higgs. The main conclusion is that the Standard Model Higgs boson, if it exists, is most likely to have a mass constrained to the range 116-130 GeV by the ATLAS experiment, and 115-127 GeV by CMS. Tantalising hints have been seen by both experiments in this mass region, but these are not yet strong enough to claim a discovery.

Higgs bosons, if they exist, are very short lived and can decay in many different ways. Discovery relies on observing the particles they decay into rather than the Higgs itself. Both ATLAS and CMS have analysed several decay channels, and the experiments see small excesses in the low mass region that has not yet been excluded.

Taken individually, none of these excesses is any more statistically significant than rolling a die and coming up with two sixes in a row. What is interesting is that there are multiple independent measurements pointing to the region of 124 to 126 GeV. It's far too early to say whether ATLAS and CMS have discovered the Higgs boson, but these updated results are generating a lot of interest in the particle physics community.

"We have restricted the most likely mass region for the Higgs boson to 116-130 GeV, and over the last few weeks we have started to see an intriguing excess of events in the mass range around 125 GeV," explained ATLAS experiment spokesperson Fabiola Gianotti."This excess may be due to a fluctuation, but it could also be something more interesting. We cannot conclude anything at this stage. We need more study and more data. Given the outstanding performance of the LHC this year, we will not need to wait long for enough data and can look forward to resolving this puzzle in 2012."

"We cannot exclude the presence of the Standard Model Higgs between 115 and 127 GeV because of a modest excess of events in this mass region that appears, quite consistently, in five independent channels," explained CMS experiment Spokesperson, Guido Tonelli. "The excess is most compatible with a Standard Model Higgs in the vicinity of 124 GeV and below but the statistical significance is not large enough to say anything conclusive. As of today what we see is consistent either with a background fluctuation or with the presence of the boson. Refined analyses and additional data delivered in 2012 by this magnificent machine will definitely give an answer."

Over the coming months, both experiments will be further refining their analyses in time for the winter particle physics conferences in March. However, a definitive statement on the existence or non-existence of the Higgs will require more data, and is not likely until later in 2012.

The Standard Model is the theory that physicists use to describe the behaviour of fundamental particles and the forces that act between them. It describes the ordinary matter from which we, and everything visible in the Universe, are made extremely well. Nevertheless, the Standard Model does not describe the 96% of the Universe that is invisible. One of the main goals of the LHC research programme is to go beyond the Standard Model, and the Higgs boson could be the key.

A Standard Model Higgs boson would confirm a theory first put forward in the 1960s, but there are other possible forms the Higgs boson could take, linked to theories that go beyond the Standard Model. A Standard Model Higgs could still point the way to new physics, through subtleties in its behaviour that would only emerge after studying a large number of Higgs particle decays. A non-Standard Model Higgs, currently beyond the reach of the LHC experiments with data so far recorded, would immediately open the door to new physics, whereas the absence of a Standard Model Higgs would point strongly to new physics at the LHC's full design energy, set to be achieved after 2014. Whether ATLAS and CMS show over the coming months that the Standard Model Higgs boson exists or not, the LHC programme is opening the way to new physics.

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ATLAS : http://www.atlas.ch/news/2011/status-report-dec-2011.html

CMS : http://cms.web.cern.ch/news/cms-search-standard-model-higgs-boson-lhc-data-2010-and-2011

1. CERN, the European Organization for Nuclear Research, is the world's leading laboratory for particle physics. It has its headquarters in Geneva. At present, its Member States are Austria, Belgium, Bulgaria, the Czech Republic, Denmark, Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Italy, the Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Slovakia, Spain, Sweden, Switzerland and the United Kingdom. Romania is a candidate for accession. Israel is an Associate Member in the pre-stage to Membership. India, Japan, the Russian Federation, the United States of America, Turkey, the European Commission and UNESCO have Observer status.

2. ATLAS is a particle physics experiment at the Large Hadron Collider at CERN. The ATLAS Collaboration is a virtual United Nations of 38 countries. The 3000 physicists come from more than 174 universities and laboratories and include 1000 students.

3. The Compact Muon Solenoid (CMS) experiment is one of the largest international scientific collaborations in history, involving more than 3000 scientists, engineers, and students from 172 institutes in 40 countries.

http://press.web.cern.ch

Les collaborations ATLAS et CMS présentent l’avancement de leur recherche du Higgs

13 décembre 2011. À l’occasion d’un séminaire qui s’est tenu aujourd’hui au CERN1, les collaborations ATLAS2 et CMS3 ont présenté l’avancement de leur recherche du boson de Higgs du Modèle standard. Leurs résultats s’appuient sur l’analyse d’un volume de données beaucoup plus grand que les résultats présentés lors des conférences d’été. Cette accumulation de données permet de marquer un progrès sensible dans la quête du boson de Higgs, mais ne suffit pas pour trancher sur l’existence ou la non-existence de cette insaisissable particule. La principale conclusion est que, si le boson de Higgs du Modèle standard existe, le plus probable est que sa masse est circonscrite par l’expérience ATLAS dans le créneau 116-130 GeV et par l’expérience CMS dans le créneau 115-127 GeV. Les deux collaborations ont trouvé des indices prometteurs dans cette gamme de masses, mais ceux-ci ne sont pas encore assez solides pour qu’il soit possible de parler de découverte.

Les bosons de Higgs, s’ils existent, ont une durée de vie très brève et peuvent se désintégrer selon des voies très diverses. Leur découverte éventuelle repose sur l’observation des particules produites par leur désintégration plutôt que sur l’observation directe du Higgs. ATLAS et CMS ont analysé plusieurs voies de désintégration, et les deux expériences décèlent de légers excédents dans la région des faibles masses qui n’a pas encore été exclue.

Pris isolément, aucun de ces excédents n’est plus significatif du point de vue statistique que deux jets de dé produisant deux six consécutifs. L’intéressant est que plusieurs mesures indépendantes semblent désigner la région comprise entre 124 et 126 GeV. Il est beaucoup trop tôt pour dire si ATLAS et CMS ont découvert le boson de Higgs, mais ces résultats actualisés suscitent un vif intérêt au sein de la communauté de la physique des particules.

« Nous avons circonscrit la gamme de masse la plus probable pour le boson de Higgs dans un créneau de 116-130 GeV, et, ces dernières semaines, nous avons commencé à observer un singulier excédent d’événements autour de 125 GeV, expliqueFabiola Gianotti, porte-parole de la collaboration ATLAS. Cet excédent pourrait s’expliquer par une fluctuation, mais il pourrait aussi s’agir de quelque chose de plus intéressant. Nous ne pouvons tirer aucune conclusion pour l’instant. Nous avons besoin de plus d’études et de plus de données. Compte tenu de l’excellente performance du LHC cette année, nous n’aurons certainement pas besoin d’attendre longtemps pour obtenir suffisamment de données et nous pouvons espérer résoudre l’énigme en 2012. »

« Nous ne pouvons pas exclure la présence du Higgs du Modèle standard entre 115 et 127 GeV, déclare Guido Tonelli, porte-parole de la collaboration CMS, en raison d’un modeste excédent d’événements dans cette région de masse qui s’est manifesté, de façon assez cohérente, dans cinq voies indépendantes. Cet excédent est compatible avec la présence d’un Higgs du Modèle standard dans le voisinage de 124 GeV ou au-dessous, mais la signifiance statistique n'est pas suffisante pour permettre de conclure. À ce stade, ce que nous voyons correspond soit à une fluctuation du bruit de fond, soit à la présence du boson. Des analyses plus fines et les données supplémentaires que nous fournira cette magnifique machine en 2012 nous donneront assurément la réponse. »

Aux cours des prochains mois, les deux collaborations affineront leurs analyses pour pouvoir les présenter aux conférences de physique des particules qui se tiendront au mois de mars. Cependant, pour pouvoir trancher sur l’existence ou la non-existence du Higgs, davantage de données seront nécessaires et il nous faudra probablement attendre encore quelques mois de plus.

Le Modèle standard est la théorie que les physiciens des particules utilisent pour décrire le comportement des particules fondamentales et les forces qui s’exercent entre elles. Il rend remarquablement bien compte de la matière ordinaire qui nous constitue et qui constitue tout ce qui est visible dans l’Univers. Néanmoins, le Modèle standard ne propose pas de description des 96% de l’Univers qui sont invisibles. L’un des principaux objectifs du programme de recherche du LHC est d’aller au-delà du Modèle standard, et le boson de Higgs pourrait être la clé de cette recherche.

La présence d’un boson de Higgs du Modèle standard confirmerait une théorie qui a été avancée pour la première fois dans les années 1960. Cependant, le boson de Higgs pourrait se présenter sous d’autres formes, renvoyant à des théories au-delà du Modèle standard. Un Higgs du Modèle standard pourrait quand même nous conduire à une nouvelle physique par des subtilités de son comportement qui n’apparaîtraient qu’après l’étude d’un grand nombre de désintégrations. Un Higgs hors Modèle standard, que les collaborations LHC ne peuvent espérer déceler à partir des données enregistrées jusqu’ici, nous ferait accéder immédiatement à une nouvelle physique. Quant à l’absence d’un Higgs du Modèle standard, elle nous orienterait résolument vers une nouvelle physique à la pleine énergie nominale du LHC, qui devrait être atteinte après 2014. Quelles que soient les conclusions des collaborations ATLAS et CMS sur l’existence du boson de Higgs du Modèle standard, au cours des prochains mois, une chose est sûre : le programme LHC ouvre la voie à une nouvelle physique.

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B roll: http://cdsweb.cern.ch/record/1406051

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Backgrounders et entretiens vidéo avec les porte-paroles de CMS et ATLAS :

http://press.web.cern.ch/press/background/index.html

Plus d'informations :

ATLAS : http://www.atlas.ch/news/2011/status-report-dec-2011.html

CMS : http://cms.web.cern.ch/news/cms-search-standard-model-higgs-boson-lhc-data-2010-and-2011

1. Le CERN, Organisation européenne pour la Recherche nucléaire, est le plus éminent laboratoire de recherche du monde en physique des particules. Il a son siège à Genève. Ses États membres actuels sont les suivants : Allemagne, Autriche, Belgique, Bulgarie, Danemark, Espagne, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Italie, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République slovaque, République tchèque, Royaume-Uni, Suède, Suisse. La Roumanie a le statut de candidat à l’adhésion. Israël est État membre associé en phase préalable à l’adhésion. La Commission européenne, les États-Unis d'Amérique, la Fédération de Russie, l'Inde, le Japon, la Turquie et l'UNESCO ont le statut d'observateur.

2. ATLAS est une expérience de physique des particules menée au Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN. La collaboration est comme une petite ONU virtuelle de 38 pays. Ses quelque 3000 physiciens et 1000 étudiants viennent de plus de 174 université et laboratoires.

3. La collaboration CMS (Compact Muon Solenoid : solénoïde compact pour muons) est l’une des plus grandes collaborations scientifiques internationales jamais constituée. Elle réunit plus de 3000 chercheurs, ingénieurs et étudiants de 172 instituts et de 40 pays.

http://press.web.cern.ch/press/

http://www.atlas.ch/news/2011/status-report-dec-2011.html

http://www.atlas.ch/news/2011/simplified-plots.html

Interview to Guido Tonelli, CMS spokesperson, Dec 2011, long version

Interview de Guido Tonelli, porteparole CMS, Dec 2011, for LHC backgrounders/Higgs

Fermilab scientist Don Lincoln describes the concept of how the search for the Higgs boson is accomplished. Several large experimental groups are hot on the trail of this elusive subatomic particle which is thought to explain the origins of particle mass. You can try the interactive graphic (using IE 9+, Firefox 3.4+, Safari 4+) at: http://vmsstreamer1.fnal.gov/VMS/111208_HowHiggs/HiggsInteractive.htm

Fuente

ATLAS and CMS experiments present Higgs search status