Physique des particules

La physique des particules est née de l’idée de disséquer la matière jusqu’à ses constituants les plus élémentaires. Les Grecs de l’Antiquité les appelaient les atomes. Au cours du siècle dernier, la science a révélé un domaine plus profond et plus petit, appelé le modèle standard, composé de trois familles de fermions et de quatre interactions fondamentales qui forment tout ce que nous observons autour de nous. Un élément clé du modèle standard est le boson de Higgs, observé en 2012.

Cependant, de nombreuses questions restent sans réponse au-delà du modèle standard. Celui-ci ne décrit que cinq pour cent de l’univers connu ; les 95 pour cent restants demeurent inconnus et prennent la forme de ce que nous appelons la matière noire et l’énergie noire. Des questions subsistent également à l’intérieur du modèle standard lui-même. Qu’est-ce qui détermine la hiérarchie des masses entre les familles de particules ? Pourquoi, à de très petites échelles, la gravité est-elle si faible comparée aux autres forces fondamentales de la nature ?

Ce sont quelques-unes des questions auxquelles les physiciens des particules de l’Institut Périmètre tentent de répondre. Leur travail est étroitement lié à l’astrophysique et à la cosmologie. En plus d’explorer de nouvelles voies théoriques, ils conçoivent également de nouvelles expériences destinées à apporter un éclairage sur ces questions. Ces expériences vont des recherches de matière noire et de secteurs cachés dans les collisionneurs de particules et les installations souterraines, aux nouvelles techniques d’expériences de laboratoire visant à détecter de nouvelles forces et les ondes gravitationnelles.