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DØ (comme l'écrivent ses promoteurs) ou D0 (lire DZero en anglais), est une expérience de physique des particules localisée à Fermilab (Chicago, États-Unis) sur l'accélérateur Tevatron. Le nom du projet vient de celui de la zone d’accueil de l’accélérateur sur lequel on cherche à mesurer la masse du boson de Higgs, qui échappe encore à une détection directe.
Recherche de la masse du boson de Higgs
Ce boson encore hypothétique a au départ été prédit par les équations d’énergie comme ne pouvant pas excéder 185 GeV/c² de masse, s’il existe en tant que particule simple, mais une expérience précédemment menée au CERN a démontré que, s’il existe, sa masse doit être nécessairement supérieure à 114 GeV/c².
Le 13 mars 2009, l'équipe du projet international D0, rassemblant plus de 600 chercheurs de 63 laboratoires ou instituts de 15 pays et travaillant sur les résultats du obtenus notamment sur les instruments [du CDF (Collider Detector at Fermilab) et le Tevatron, a pu établir que le boson de Higgs ne peut pas avoir une masse comprise dans l’intervalle de 160 à 170 GeV/c², ce qui a réduit significativement l’espace de recherche du boson à deux intervalles (ce qui n’exclut donc pas que ce soit en fait une paire de particules liées, voire une particule bosonique et un jeu de particules plus petites elles aussi encore non détectées).
La recherche du boson de Higgs se poursuit au CERN sur le nouvel instrument LHC (Large Hadron Collider) qui permettra de mener les expériences supplémentaires jusqu’en 2011. Les résultats du projet D0 ne sont pas encore tous connus puisqu'en mars 2009, seul un tiers des données a pu être traité, alors que les instruments ont produit chacun plus 10 millions de collisions par seconde et dont les particules obtenues doivent chacune être mesurées et identifiées.
Nouvelles mesures
En juillet 2023 le détecteur ATLAS couplé avec le LHC du CERN sur Genève en Suisse, a permis de mesurer avec une incertitude systématique réduite d'un facteur de presque 4 par rapport aux mesures de la phase 1 antérieure. Cette nouvelle mesure affinée a permis d'établir la masse du boson de Higgs à 125,22 GeV/c² avec une incertitude de seulement 0,14 GeV/c².[1]
Importance de ce boson dans la théorie générale des particules et de l’Univers
La particule de Higgs est un élément important dans le cadre théorique de travail connu comme le « modèle standard des particules et de leurs interactions », dans lequel le boson de Higgs permettrait d’expliquer pourquoi des particules ont une masse et d’autres non.
Le modèle standard prédit en effet combien de fois dans l’année on devrait s’attendre à « voir » ce boson dans les détecteurs mis en œuvre, et la fréquence à laquelle on devrait voir des signaux de particules qui peuvent imiter le comportement d’un tel boson en produisant ensemble les mêmes effets.
Grâce à l’amélioration des mesures et des techniques d’analyse des très volumineuses données patiemment collectées, le véritable signal de Higgs, s’il existe, devrait se dégager tôt ou tard avec une bonne précision, ce qui permettra alors de poursuivre les recherches sur la « masse manquante » de l’Univers (une donnée fondamentale pour comprendre son expansion éventuelle) grâce à un nouvel élément théorique apporté au modèle standard et permettra de mieux cerner où et sous quelle forme se situe l’énergie « manquante » (s’il devait en rester après avoir pu estimer la quantité de ces bosons à l'échelle de l’Univers).
