Abstract

Que sont la physique des particules élémentaires, le LHC, et le boson de Higgs ? Ce livre présente le monde des quarks, des leptons et de leurs interactions, régies par des symétries fondamentales de la nature, ainsi que le lien entre ce monde de l'infiniment petit et celui de l'infiniment grand. Cette rencontre entre la physique des particules élémentaires et l'évolution de la matière dans les premiers instants de l'Univers qui ont suivi le big bang est l'un des plus beaux acquis de la science de ces cinquante dernières années. L'ouvrage s'ouvre sur une description du cadre théorique, le modèle standard, élaboré à partir des années 1960, dont il présente à la fois les grands succès expérimentaux, mais également les faiblesses et les insuffisances. Il décrit ensuite la passionnante histoire du grand collisionneur de hadrons du CERN, le LHC, le plus grand projet purement scientifique jamais réalisé. Il détaille la conception et la construction des détecteurs, en particulier ATLAS et CMS, d'une taille et d'une complexité sans précédent. Le lecteur est également invité à découvrir les principaux résultats obtenus à l'issue de la première phase de fonctionnement du LHC, dont le point d'orgue a été la découverte du boson de Higgs en 2012, couronné par le prix Nobel de physique en 2013. Ces succès ont sans conteste consacré le CERN comme le centre intellectuel et technologique de ce domaine de la science. Quelle pourrait être la suite des études au LHC pour les deux décennies à venir ? Quels sont les projets actuellement envisagés pour prendre le relais de ces recherches ? Autant de questions sur l'avenir de cette discipline auxquelles le dernier chapitre fournit des éléments de réponse. Les auteurs sont des chercheurs du CNRS, du CEA ou du CERN pleinement engagés dans la recherche au LHC, certains depuis le début du projet : Daniel Denegri dans l'expérience CMS, Claude Guyot, Andreas Hoecker et Lydia Roos dans l'expérience ATLAS. Ils donnent une description et une vision directes, de l'intérieur, de cette formidable épopée scientifique et humaine.