Tout le monde en a entendu parler, et les physiciens courent toujours après lui: le boson de Higgs. Cette particule hypothétique, qui donne leurs masses à toutes les autres, pourrait aussi être liée à l’expansion de l’Univers.

Les scientifiques au CERN sont toujours à la recherche de la particule légendaire, et ce n’est probablement plus qu’une question de mois avant que l’on sache si elle existe ou non. D’après une équipe de chercheurs de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne en Suisse, ce fameux boson pourrait aussi avoir joué un rôle important dans des évènements clés de l’histoire et de l’évolution de l’Univers.

Le modèle standard de la cosmologie décrit l’Univers comme extrêmement petit, chaud et dense à sa naissance. Afin d’expliquer l’apparente homogénéité et isotropie de l’Univers tel qu’on l’observe aujourd’hui, les cosmologistes ont introduit un évènement hypothétique appelé inflation: très tôt, l’Univers a connu une période très brève et très rapide d’expansion, durant laquelle sa taille a été multipliée par un facteur 1026. Malheureusement, on n’a toujours pas d’explication satisfaisante pour cette période de croissance rapide.

© NASA / WMAP Science Team

Cependant, il semblerait que le boson de Higgs puisse enfin apporter une réponse et expliquer à la fois cette période d’inflation et l’accélération de l’expansion que l’on observe actuellement. Alors que l’Univers venait de naître, le boson de Higgs était dans un état condensé, et se comportait d’une façon un peu spéciale. En fait, il aurait complètement changé les lois de la physique et affaibli la force de gravité! Ainsi, ce comportement pourrait expliquer l’inflation.

Et qu’en est-il de l’expansion observée aujourd’hui? En appliquant un principe mathématique connu sous le nom d’invariance d’échelle au modèle standard de la physique des particules, les chercheurs ont observé que les équations autorisaient l’existence d’une autre particule hypothétique après la disparition du condensat de Higgs: le dilaton. Et il s’avère que cette particule de masse quasi-nulle peut jouer le rôle d’un champ de quintessence – en d’autres termes, la mystérieuse énergie noire.

Cette théorie présente l’avantage de faire quelques prédictions, et les prochaines données délivrées par Planck devraient permettre de tester ce modèle. Entre temps, le LHC aura probablement confirmé (ou réfuté) l’existence du boson de Higgs. Si la particule légendaire s’avère enfin être une réalité, il semblerait qu’elle puisse expliquer plus d’un mystère de longue date.

 

Référence

Juan García-Bellido, Javier Rubio, Mikhail Shaposhnikov, Daniel Zenhäusern, Higgs-Dilaton Cosmology: From the Early to the Late UniversearXiv:1107.2163v1

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