Le boson W : Chaleur du Soleil et poussières d’étoile
Le boson W est le porteur de la force faible. Cette force est celle qui permet la transformation de particules de matière ; c’est grâce à elle que le Soleil brille et que se forment de nouveaux éléments
Le boson W est une particule fondamentale. Conjointement avec le boson Z, il est le porteur de la force faible, l’une des quatre forces fondamentales qui dictent le comportement de la matière dans l’Univers. Les particules de matière peuvent interagir par l’échange de ces bosons, mais uniquement sur de courtes distances.
Doté d’une charge égale à +1 ou à -1, le boson W peut changer l’identité des particules. C’est lui qui est à l’origine de nombreux processus nucléaires, dont ceux qui font brûler les étoiles. Cette combustion crée aussi des éléments plus lourds et, lorsque l’étoile meurt, ces éléments sont expulsés dans l’espace où ils deviendront des matériaux capables de constituer des planètes (et tout ce qui va dessus).
Le 25 janvier 1983, le CERN annonçait la découverte du boson W. Deux collaborations, UA1, dirigée par Carlo Rubbia, et UA2, dirigée par Pierre Darriulat, avaient présenté leurs observations lors de séminaires quelques jours auparavant. Cette découverte était l’aboutissement d’une idée lancée par Rubbia et d’autres scientifiques : convertir le SPS en un collisionneur proton-antiproton, qui atteindrait l’énergie nécessaire pour produire les bosons W et Z. Ce fut possible grâce au refroidissement stochastique, procédé inventé par Simon van der Meer. Ces contributions décisives au projet qui devait conduire à la découverte des bosons W et Z valurent à Carlo Rubbia et Simon van der Meer 1984 le prix Nobel de physique 1984.
Le boson W vient au quatrième rang sur l’échelle des masses dans le Modèle standard, et sa masse s’explique par le mécanisme de Brout-Englert-Higgs. Ce mécanisme supposait l’existence d’un boson de Higgs, découvert au CERN en 2012.
Depuis la découverte de 1983, les physiciens expérimentateurs continuent à comparer les mesures des propriétés du boson W avec les prédictions théoriques. Les études effectuées à présent au LHC s’appuient sur celles menées précédemment au LEP, avec des analyses, en particulier sur la masse, de plus en plus précises. Tout écart par rapport à la théorie pourrait être l’indication d’une physique encore inconnue.
