Quelle stratégie pour la physique ?
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A l’été 2012, deux expériences internationales travaillant sur le Large Hadron Collider (LHC), l’accélérateur de particules de l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN), près de Genève, ont annoncé la découverte du Boson de Higgs – la dernière des particules prédites par la théorie des interactions fondamentales, baptisée « modèle standard ».
Depuis, la machine a augmenté de 60 % l’énergie de collision des protons. Début août, les mêmes équipes ont révélé leurs derniers résultats fondés sur un grand nombre de collisions à haute énergie. La réaction la plus courante chez les théoriciens de la physique des particules a été la consternation.
On pourrait penser que disposer d’une théorie cohérente qui décrit parfaitement les données expérimentales suscite la célébration plutôt que la consternation. Pourquoi n’est-ce pas le cas ? La raison principale est que nous savons que le modèle standard n’est pas le nec plus ultra de la théorie, car il ne rend pas compte de certains phénomènes (notamment, l’existence de la matière noire ou l’absence de grandes quantités d’antimatière).
Par conséquent, il doit exister une théorie encore plus fondamentale qui se manifeste aux très hautes énergies. Les physiciens ont proposé de nombreuses théories candidates, mais actuellement nous ne disposons pas de critères fiables pour juger laquelle, le cas échéant, est la bonne. Nous avons cruellement besoin d’un indice pour nous aiguiller sur la bonne voie.
A mon avis, ce sentiment d’inquiétude est parfaitement légitime dans la situation actuelle. La possibilité que le LHC ne découvre rien de non prédit par le modèle standard est souvent dénommée le « scénario du cauchemar ». Dans les expériences précédentes, c’est généralement au début des opérations dans les accélérateurs que les découvertes ont été faites. D’où le sentiment que ce scénario cauchemardesque se rapproche à chaque jour qui passe.
Quelle serait la meilleure stratégie ? Intensifier les efforts pour construire un plus grand accélérateur ? Différer l’exploration des hautes énergies jusqu’à ce que de meilleures technologies de collisionneurs soient développées ? Investir dans des expériences à plus petite échelle, nécessitant moins d’énergie, mais pouvant tester le modèle standard avec une précision encore plus élevée ?
