Le grand collisionneur de hadrons, le plus grand et le plus célèbre accélérateur de particules au monde, rouvrira ses portes en mars après une modernisation de plusieurs années. Alors, quel est le premier ordre du jour pour le collisionneur redémarré? Rien de moins que de chercher une particule qui oblige les physiciens à reconsidérer tout ce qu'ils pensent savoir sur le fonctionnement de l'univers.
Depuis la seconde moitié du XXe siècle, les physiciens ont utilisé le modèle standard de la physique pour décrire l’apparence et l’action des particules. Mais si le modèle explique à peu près tout ce que les scientifiques ont observé avec les accélérateurs de particules, il ne rend pas compte de tout ce qu'ils peuvent observer dans l'univers, y compris l'existence de matière noire.
C'est là que la supersymétrie, ou SUSY, entre en jeu. La supersymétrie prédit que chaque particule a ce que les physiciens appellent un «superpartiteur» - une particule partenaire plus massive, sous-atomique, qui agit comme un jumeau de la particule que nous pouvons observer. Chaque particule observable aurait son propre super partenaire, associant des bosons à des «fermions», des électrons à des «sélectrons», des quarks à des «squarks», des photons à des «photinos» et des gluons à des «gluinos».
Si les scientifiques pouvaient identifier une seule superparticule, ils pourraient envisager une théorie plus complète de la physique des particules qui tiendrait compte d'étranges incohérences entre les connaissances existantes et les phénomènes observables. Les scientifiques ont utilisé le grand collisionneur de hadrons pour identifier les particules de boson de Higgs en 2012, mais ils ne se sont pas comportés comme prévu. Une surprise était que sa masse était beaucoup plus légère que prévu - une incohérence qui serait expliquée par l'existence d'une particule supersymétrique.
Les scientifiques espèrent que le LHC redémarré - et plus puissant - révélera une telle particule. «Des énergies plus élevées dans le nouveau LHC pourraient multiplier par 60 la production de particules supersymétriques hypothétiques appelées gluinos, augmentant ainsi les chances de les trouver», rapporte Emily Conover pour Science .
Si le LHC découvrait une seule superparticule, cela ne constituerait pas simplement une victoire pour la supersymétrie en tant que théorie. Ce pourrait être un pas en avant vers la compréhension des origines de notre univers. Mais cela pourrait aussi créer beaucoup de travail pour les scientifiques. Après tout, un univers supersymétrique est un univers qui contiendrait au moins deux fois plus de particules. Michael Williams du Massachusetts Institute of Technology a déclaré à la BBC qu'il était prêt à relever le défi, mais admettait que cela pouvait être délicat:
Trouver une particule qui pourrait être un candidat pour la matière noire est une bonne chose, car nous pourrions commencer à comprendre comment cela affecte la galaxie et l'évolution de l'univers, mais cela ouvre également la porte à tout ce qui se trouve de l'autre côté, ce dont nous n'avons aucune idée y a-t-il.
