Une récolte de découverte et de prix exceptionnelle pour la physique des particules à l'UdeM

L'année 2012 a été très fructueuse pour la physique des particules, cette science qui cherche à comprendre la matière et les forces de l'Univers au niveau le plus fondamental. Ces découvertes, auxquelles des chercheurs de l'Université de Montréal ont contribué, sont reconnues par plusieurs prix internationaux en cette fin d'année.

 

La collaboration ATLAS a découvert une nouvelle particule en étudiant les collisions produites par le Grand collisionneur de hadrons au CERN, en Suisse ("Large Hadron Collider", LHC). Ce dernier accélère des protons à près de la vitesse de la lumière et parvient à reproduire des conditions qui existaient peu de temps après le début de l'Univers. Cette nouvelle particule, dont l'annonce de la découverte a été faite en juillet dernier (voir Communiqué UdeM Nouvelles, 5 juillet 2012), semble être le fameux boson de Higgs. Cette particule élusive, imaginée il y a près d'un demi-siècle pour générer la masse des autres particules de l'Univers, avait échappé à la détection jusqu'à nos jours. L'Université de Montréal joue un rôle important  dans l'expérience ATLAS depuis près de vingt ans. Ses membres ont en effet contribué à la construction du calorimètre et des détecteurs de particules chargées, des composantes cruciales du détecteur ATLAS, en plus de travailler directement sur l'analyse de données menant à cette avancée scientifique.

L'importance de cette découverte a déjà été récompensée par des prix prestigieux. La "Fundamental Physics Prize Foundation", qui est dédiée à l'avancement de la compréhension de l'Univers, a annoncé la semaine dernière qu'elle remettait un des deux prix spéciaux 2012, chacun 3 millions de dollars, aux porte-paroles des expériences ATLAS, CMS et LHC pour la découverte de cette nouvelle particule qui semble être le boson de Higgs (l'autre allant au célèbre physicien Stephen Hawking). Reconnaissant le caractère collaboratif de ces grandes expériences, la porte-parole d'ATLAS Fabiola Gianotti, aussi nommée finaliste pour le "Time Magazine Person-of-the-Year", a annoncé son intention de distribuer sa part à la collaboration ATLAS sous forme de bourses d'étudiants. De plus la revue Physics World a accordé à cette découverte le titre d'«Avancée de l'année 2012». Le mensuel a qualifié cette découverte d'une des plus importantes en physique depuis le début du siècle et a souligné l'exploit technologique qu'a représenté la construction et l'opération quotidienne de ces grandes expériences. Il a aussi reconnu la couverture plus importante de la physique dans les médias traditionnels grâce à cette avancée qui a fasciné le grand public.

Par ailleurs, la découverte de la violation de la symétrie sous renversement du temps fait partie des 10 plus grandes découvertes de l'année 2012 selon Physics World.

Voilà bientôt 50 ans que les physiciens essayent d'accomplir cet exploit. Récemment, une équipe de chercheurs, dont fait partie l'Université de Montréal, a réussi à démontrer la brisure de cette symétrie en analysant une quantité énorme de données enregistrées avec le détecteur BaBar au centre du "SLAC National Accelerator Laboratory" en Californie. Les chercheurs ont établi que les taux de transition auxquels les mésons B0 changent d'états quantiques sont différents lorsque la direction du temps est inversée en induisant des transitions de l'état quantique initial vers l'état quantique final et de nouveau vers l'état quantique initial. Ce résultat est d'importance fondamentale dans le cadre de la théorie quantique des champs et des symétries universelles dans l'Univers.

Les chercheurs de l'Université de Montréal jouent un rôle important dans l'expérience BaBar depuis le début. Ils ont contribué de façon cruciale à la construction et à l'opération de la chambre à dérive, une composante cruciale du détecteur BaBar, à la reconstruction des événements et à l'analyse des données.

Les professeurs du groupe ATLAS-Montréal sont J.-F. Arguin, G. Azuelos, C. Leroy et J.-P. Martin et ceux du groupe de BaBar-Montréal sont J.-P. Martin et  P. Taras.