[ Back to EurekAlert! ] Public release date: 20-Dec-2012
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La Percée scientifique de l’année pour Science : la découverte du boson de Higgs

La particule recherchee depuis longtemps complete le modele standard de la physique des particules des physiciens

Ce communiqué est disponible en anglais.

L'observation d'une furtive particule subatomique connue sous le nom de boson de Higgs est annoncée par la revue Science comme étant la plus importante découverte scientifique de 2012. Cette particule, dont l'existence était supposée depuis plus de 40 ans, est un élément clé pour expliquer comment d'autres particules élémentaires, celles qui telles l'électron ou les quarks ne sont pas formées de particules plus petites, obtiennent leur masse.

En plus de la reconnaissance de la détection du boson de Higgs comme la Percée de l'année 2012, Science et son éditeur à but non lucratif l'AAAS, ont identifié neuf autres réalisations scientifiques exceptionnelles de l'année passée et les ont réunies en une liste des dix premières avancées de l'année.

Des chercheurs ont réussi à trouver une trace de ce boson de Higgs le 4 juillet, trouvant ainsi la dernière pièce du puzzle appelé modèle standard de la physique des particules par les physiciens. Cette théorie explique comment les particules interagissent via les forces électromagnétiques, les forces nucléaires faibles et les forces nucléaires fortes pour former la matière dans l'univers. Cependant, jusqu'à cette année, les chercheurs ne pouvaient expliquer comment les particules élémentaires impliquées obtenaient leur masse.

« Le fait de simplement assigner des masses aux particules rendait la théorie caduque du point de vue mathématique » explique le correspondant Adrian Cho de Science news qui a écrit sur cette découverte l'article Breakthrough of the Year. « Ainsi, la masse doit pouvoir émerger des interactions de particules autrement sans masse elles-mêmes. C'est là où le boson de Higgs intervient. »

Comme Adrian Cho l'explique, les physiciens supposaient que l'espace est rempli d'un « champ de Higgs » similaire au champ électrique. Les particules interagissent avec ce champ de Higgs pour obtenir de l'énergie et, grâce à la fameuse équivalence masse-énergie de Einstein, de la masse aussi. « De même qu'un champ électrique consiste en particules appelées photons, le champ de Higgs consiste en bosons de Higgs peuplant le vide » précise-t-il. « Les physiciens ont maintenant réussi à les faire sortir du vide pour une brève existence. »

Cependant, une vue sur le boson de Higgs n'a pas été prise facilement, ni à bon marché. Des milliers de chercheurs travaillant avec le LHC, collisionneur d'atome de 5,5 milliards de dollars, au laboratoire de physique des particules du CERN situé près de Genève en Suisse, ont utilisé deux gigantesques détecteurs de particules connus sous le nom d'ATLAS et de CMS pour repérer ce boson recherché depuis si longtemps.

On ne sait pas encore très bien à quoi cette découverte va mener dans le domaine de la physique des particules mais son influence sur la communauté des physiciens a été indéniable et c'est pourquoi Science l'a choisie comme Percée de l'année 2012.

Une liste de neuf autres réalisations scientifiques d'avant-garde de 2012 suit.

Le génome dénisovien. Une nouvelle technique qui permet de lier des molécules particulière à des brins simples d'ADN a permis à des chercheurs de séquencer le génome entier de l'homme de Denisova à partir de quelques fragments d'os d'un petit doigt. Cette séquence génomique a ensuite servi à comparer les Dénisoviens, des humains archaïques étroitement apparentés aux Néandertaliens, avec l'homme moderne. Elle a aussi révélé que l'os appartenait à une petite fille aux yeux, aux cheveux et à la peau bruns qui est morte en Sibérie il y a 82 000 à 74 000 ans.

Faire un ovocyte à partir de cellules souches. Des chercheurs japonais ont pu contraindre des cellules souches embryonnaires de souris à se transformer en des ovocytes viables. Ils ont confirmé la chose quand ces cellules, fécondées par des spermatozoïdes en laboratoire, se sont développées pour donner des souriceaux viables chez des mères porteuses. La méthode exige que des souris femelles hébergent un certain temps dans leur corps l'ovocyte en développement, ce qui n'atteint pas encore l'objectif ultime des scientifiques de dériver des ovocytes entièrement in vitro. Ceci fournit néanmoins un puissant outil pour étudier les gènes et d'autres facteurs qui influence la fertilité et le développement ovocytaire.

Le système d'atterrissage de Curiosity. Bien qu'incapables de tester tout le système d'atterrissage du véhicule dans les conditions martiennes, les ingénieurs du programme au laboratoire de Jet Propulsion de la NASA à Pasadena en Californie ont réussi à placer précisément et sûrement l'engin Curiosity sur Mars. Le véhicule d'entrée de 3,3 tonnes était trop massif pour un atterrissage traditionnel aussi l'équipe s'est inspirée des grues et des hélicoptères pour créer un système d'atterrissage « grue du ciel » qui faisait pendre Curiosity en ballotant, toutes roues déployées, au bout de trois câbles. Cet atterrissage sans faille a rassuré pour les projets de la NASA qui prévoient de faire atterrir une seconde mission près d'un véhicule antérieur pour ramasser des échantillons et les ramener sur Terre.

Le laser à rayons X donne la structure des protéines. Des chercheurs ont utilisé un laser à rayons X, un milliard de fois plus brillant que la source traditionnelle de synchrotron, pour déterminer la structure d'une enzyme requise par le parasite Trypanosoma brucei à l'origine de la maladie du sommeil en Afrique. Cette avancée démontre le potentiel du laser à rayons X pour élucider la structure de protéines inaccessible aux sources de rayons X conventionnelles.

L'ingénierie de précision du génome. La modification ou la suppression d'ADN chez les organismes supérieurs reposait jusqu'à présent en partie sur la chance. En 2012 cependant, un outil appelé TALENs, acronyme de « transcription activator-like effector nucleases » a donné aux chercheurs la possibilités de modifier ou d'inactiver des gènes spécifiques chez le poisson zèbre, le crapaud, les animaux d'élevages ou autres, et même dans les cellules de patients. Cette technique, comme d'autres en train d'émerger, s'avère aussi efficace (et moins chère) que les techniques établies de ciblage de gène, et elle pourrait permettre aux chercheurs de déterminer le rôle spécifique de gènes et de mutations chez des individus sains ou malades.

Les fermions de Majorana. L'existence des fermions de Majorana, des particules qui ont entre autres propriétés celle d'agir comme leur propre antimatière et de s'annihiler, était débattue depuis plus de sept décennies. Cette année, une équipe de physiciens et de chimistes des Pays-Bas a apporté la première preuve qu'une telle matière exotique existe bien, sous la forme de quasi-particules : des groupes d'électrons en interaction qui se comportent comme des particules uniques. Cette découverte a déjà suscité des tentatives d'incorporer les fermions de Majorana dans le calcul quantique car les scientifiques pensent que les « qubits » faits de ces mystérieuses particules pourraient être plus efficace pour stocker et traiter les données que les bits utilisés actuellement dans les ordinateurs numériques.

Le projet ENCODE. Une étude sur une décennie qui a été rapportée cette année dans plus de 30 articles révèle que le génome humain est plus « fonctionnel » que ce que les chercheurs pensaient. Bien que seulement deux pour cent du génome codent pour des protéines, l'Encyclopedia of DNA Elements, ou projet ENCODE a indiqué qu'environ 80 pour cent du génome est actif, par exemple pour permettre l'expression ou non des gènes. Ces nouveaux détails devraient aider les chercheurs à comprendre le moyen dont les gènes sont contrôlés et à clarifier certains facteurs de risque génétique pour des maladies.

Une interface cerveau-machine. La même équipe qui avait déjà démontré comment des enregistrements nerveux dans le cerveau pouvaient être utilisés pour déplacer un curseur sur un écran d'ordinateur a montré en 2012 que des patients paralysés pouvaient bouger un bras mécanique par leur activité mentale et faire des mouvements complexes dans les trois dimensions. La technologie est encore expérimentale, et extraordinairement coûteuse, mais les scientifiques espèrent que des algorithmes plus avancés pourront améliorer ces prothèses nerveuses pour aider des patients paralysés à la suite d'attaques cérébrales, de lésions de la moelle épinière ou d'autres causes.

L'angle de mélange des neutrinos. Des centaines de chercheurs travaillant à l'expérience Daya Bay Reactor Neutrino Experiment en Chine ont rapporté le dernier paramètre inconnu d'un modèle qui décrit comment de fugaces particules appelées neutrinos passent d'un type ou « flaveur » à un autre lorsqu'ils voyagent à la vitesse de la lumière. Leurs résultats montrent que les neutrinos et les antineutrinos peuvent changer différemment de flaveur et suggèrent que la physique des neutrinos pourrait un jour aider les chercheurs à expliquer pourquoi l'univers contient autant de matière et aussi peu d'antimatière. Si les physiciens ne peuvent identifier de nouvelles particules au-delà du boson de Higgs, la physique des neutrinos pourrait représenter l'avenir de la physique des particules.

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L'article sur la Percée de l'année 2012 de la revue Science ainsi que trois articles de revue sur le boson de Higgs, une balododiffusion d'entretien et d'autres documents seront accessibles aux abonnés à http://www.sciencemag.org/special/btoy2012/.

L'American Association for the Advancement of Science (AAAS), la plus grande association sur les sciences en général dans le monde, édite les revues Science, Science Translational Medicine et Science Signaling. Fondée en 1848, l'AAAS est au service de 10 millions de personnes au travers de 261 sociétés et académies des sciences affiliées. Science est la revue générale scientifique à comité de lecture la plus vendue dans le monde, avec un lectorat total estimé à un million de personnes. L'AAAS, à but non lucratif, est ouverte à tous et remplit sa mission de « faire avancer la science et de servir la société » par le biais notamment d'initiatives dans les politiques scientifiques, de programmes internationaux et de l'éducation scientifique. Pour les dernières nouvelles de la recherche scientifique, visitez Eurekalert!, premier site web d'actualités scientifiques et service également fourni par l'AAAS.

Pour les médias seulement : les journalistes peuvent télécharger les articles sur la Percée de l'année et l'éditorial associé à partir du site internet du Science press package www.eurekalert.org/jrnls/sci ou les obtenir en contactant l'équipe du Science press package au +1-202-326-6440 ou à scipak@aaas.org.



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