Sonder les secrets à l'échelle subatomique
La quête du boson de Higgs et l'estimation de sa masse exigent de séparer avec précision le signal du boson de celui des autres processus. La bourse SAMURAI-APPS («Precision study of W bosons pair production in association with jets at high energy colliders») avait pour but de proposer des outils largement automatisés afin de faire ce travail. L'équipe de SAMURAI-APPS a notamment conçu des outils pour effectuer des corrections d'ordre élevé dans les collisions entre hadrons. L'ensemble de logiciels GOSAM a été développé pour faciliter le calcul automatisé de la section transversale de diffusion, décrivant la probabilité d'interaction entre les particules. Des diagrammes de Feynman ont servi pour coupler les particules en interaction. Dans ces diagrammes, des boucles ont représenté les corrections d'ordre élevé.GOSAM a servi à calculer les corrections en faisant appel à la chromodynamique quantique (QCD) et à la théorie électrofaible. La QCD est la théorie de l'interaction forte entre les particules élémentaires. Associée à la théorie des interactions électrofaibles, elle constitue le Modèle standard. Il suffit d'indiquer au logiciel les détails du processus à analyser et de lancer la génération du code source puis sa compilation. Selon la configuration du processus indiqué, les amplitudes de diffusion peuvent être déduites par différentes méthodes. GOSAM permet de choisir la meilleure approche en termes de rapidité et de stabilité numérique. Le 4 juillet 2012, l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) annonçait l'observation d'un boson de Higgs avec une masse d'environ 125GeV. Cette découverte était un grand succès du Modèle standard, car les mesures des propriétés du boson de Higgs étaient en accord avec les prévisions théoriques. Mais bien que le Modèle standard décrive avec exactitude les phénomènes dans son domaine, certaines pièces du puzzle manquent encore. L'utilisation des outils de SAMURAI-APPS dans le cadre d'autres expériences du LHC pourrait changer la donne. Les mesures détaillées conduites le long de l'arborescence de désintégration de la particule de Higgs, ainsi que d'autres nouvelles particules, devraient révéler d'autres facettes du domaine subatomique.
Mots‑clés
Modèle standard, Grand collisionneur de hadrons, boson de Higgs, GOSAL, Feynman, chromodynamique quantique, électrofaible, particules élémentaires, subatomique
