Dans le tunnel du grand accélérateur du CERN, sous la frontière franco-suisse. Martial Trezzini / AP

Prudence, prudence. Le petit monde de la physique des particules se passionne pour les résultats préliminaires de deux expériences, ATLAS et CMS, installées sur l’anneau de collisions de particules du CERN à la frontière franco-suisse. En juillet 2012, ce sont elles qui ont mis la main sur le fameux boson de Brout-Englert et Higgs. Et depuis juin dernier, l’accélérateur de particules qui fait se percuter des protons pour en faire jaillir de nouveaux venus est 60 % plus puissant que la version précédente.

Sous les coups de ce bélier, des portes pourraient s’ouvrir vers des mondes inconnus, comme le suggéraient des rumeurs depuis quelques jours.

Mardi 15 décembre, les porte-parole des deux expériences, Marumi Kado et Jim Olsen, n’ont cependant pas crié victoire en détaillant les résultats tant attendus de près de six mois d’expériences. Ils n’en ont même parlé qu’à la fin de leurs exposés respectifs.

Excès dans la production de particules

Les indices qu’ils ont donnés correspondent à des excès dans la production de particules par rapport à ce que prédit la théorie. Plus précisément, ils ont détecté, lors des collisions, un surplus de l’émission simultanée de deux photons à très haute énergie. Comme si une grosse particule (plus de quatre fois plus lourde que la plus lourde des particules et six fois plus lourde que le boson de Higgs) était apparue avant de se désintégrer en deux photons.

Cependant, cette « bosse » dans les données pourrait très bien s’expliquer par une fluctuation statistique. Comme si une vague un peu plus forte à la surface d’une mer agitée s’expliquait par un clapotis aléatoire plutôt que par une baleine roulant sa bosse en profondeur… C’est-à-dire une nouvelle particule. Les physiciens, pour crier à la pêche miraculeuse, ont besoin de réduire la part du hasard d’au moins cent à mille fois avant de valider la découverte.

« Nous sommes en train d’explorer de nouveaux territoires »

Cela ne pourra être atteint qu’à l’été prochain après trois nouveaux mois d’expériences à partir d’avril. « Tout peut disparaître en quelques mois, rappelle Andreas Hoecker l’ancien coordinateur scientifique d’ATLAS. Aujourd’hui on ne peut rien dire, ni rien exclure. » D’autant que des bosses qui apparaissent et disparaissent, les physiciens en ont vu d’autres. Comme par exemple sur le boson de Higgs lui-même qui avait pointé le bout de son (faux) nez à une masse 8 % fois plus faible que celle finalement approuvée.

« Nous avons des analyses solides et nous montrons que nous sommes en train d’explorer de nouveaux territoires. Il est trop tôt pour spéculer même si la coïncidence des résultats entre les deux expériences est intéressante », rappelle Yves Sirois de l’expérience CMS. Après tout, quelques mois avant la découverte du « Higgs » de telles coïncidences existaient entre ATLAS et CMS…

« Je m’attends à ce que les théoriciens proposent rapidement des choses pour décrire cette éventuelle particule », indique Yves Sirois. Ce monstre serait-il de la même famille que le Higgs ou bien un mélange de plusieurs Higgs ? Serait-ce le descendant d’une particule encore plus grosse qui se serait désintégrée très rapidement, avant d’émettre deux photons ? Quel lien a-t-elle avec la matière noire, une substance différente de la matière ordinaire et qui interagit très peu avec elle ? Est-ce un indice que l’Univers contient plus des trois dimensions spatiales que nous connaissons ? De quoi échauffer les esprits.