[The English version of this post is available here](https://steemit.com/science/@lemouth/the-bible-is-back-and-the-new-version-4-is-taking-care-of-the-higgs-boson).

Malgre le titre de cet article et l’utilisation du mot bible, je ne vais pas parler de religion. Je vais me concentrer sur une chose que je juge plus importante, la **physique des particules**. Et bien que la thematique de cet article sera la physique du boson de Higgs, je discuterai en fait des aspects varies de la physique des particules.

<center>![](http://steemimg.com/images/2016/09/03/eemm_run195099_evt137440354_ispy_3d-annotated-2.pngitoksj9j_V4a8851f.png)
<sup> [image credits: [la collaboration CMS](http://cms.web.cern.ch/news/observation-new-particle-mass-125-gev)]</sup>
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Le 25 octobre dernier,  [un rapport sur la physique du boson de Higgs](https://arxiv.org/abs/1610.07922) a ete publie apres plus d’une annee de dur labeur. Cet article, qui a ete poste comme un **rapport jaune du CERN** (ou Yellow Report en anglais), resume l’etat de l’art des connaissances sur le boson de Higgs et ses proprietes. Il a comme but de servir comme **bible pour la physique du Higgs** en ce qui concerne le second run du LHC actuellement en cours.

Et maintenant je suppose que le titre du post est devenu clair :)

Cet article balaye toute la connaissance du boson de Higgs amassee jusqu’a present, et inclut les attentes de la communaute de physique des hautes energies pour les prochaines annees en terme de phenomenes nouveaux associes.

Il contient le travail de **374 physiciens** et compte **868 pages** (ce qui est la raison pourquoi de si nombreux auteurs furent necessaires). Le publier en tant que Yellow Report du CERN est une facon de garder cette connaissance **libre d’acces**, et ce rapport sera disponible pour toujours sur [arxiv](http://arxiv.org). Il ne sera soumis a aucun journal scientifique.

Je vais me referer a ce rapport par l’acronyme YR4 (pour Yellow Report 4), comme il s’agit du quatrieme Yellow Report du CERN sur la physique du boson de Higgs. La liste complete de ces rapports se trouvent [ici](http://inspirehep.net/search?p=collaboration:%27LHC%20Higgs%20Cross%20Section%20Working%20Group%27&ln=en). 

Et pour etre complet, il est bon de mentionner le titre du rapport: **Deciphering the nature of the Higgs sector** (vers le dechiffrage de la nature du boson de Higgs).

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## MAIS QU’Y A-T-IL DANS CE RAPPORT ? ##

Le point de depart de ce travail est donne par l’image ci-dessous:
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![](http://storage.googleapis.com/steemimgimgs/2016/10/30/ScreenShot2016-10-30at21.58.0779d79.png) 
<sup>[image credits: [The YR4](https://arxiv.org/abs/1610.07922)]</sup>
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Ces deux figures montrent les **meilleurs resultats des ajustements des donnees a la theorie pour les modes de production (a gauche) et de desintegration (a droite) lorsque les donnees du Run I du LHC sont prises en compte.** La valeur 1 en abscisse signifie que les donnees sont en accord avec les attentes du Modele Standard de la physique des particules, et une valeur differente de 1 implique que nous avons soit un exces soit un deficit par rapport au Modele Standard. Et donc quelque chose de nouveau (et d’excitant)!

Comme indique sur les figures, les resultats combines d’ATLAS et de CMS (les cercles noirs) montrent un accord remarquable entre les donnees et le Modele Standard. Mais il y a **toujours de la place pour des phenomenes nouveaux**, comme les barres d’erreur sont assez larges pour le permettre.

Le second run du LHC a demarre depuis, en 2015, avec une energie de collision plus importante. Les **taux de production avec lesquelles une collision donnera lieu a un boson de Higgs sont bien plus grandes**. Cet augmentation est en general un facteur 2 ou 4, dependant du mode de production, de sorte que nous aurons a notre disposition bientot bien plus d’observations de boson de Higgs qu’auparavant. On pourra alors scrupter en detail ses proprietes dans les prochaines annees. Par consequent, **il est important d’avoir un document comme le YR4 afin d’etre le mieux prepare possible**.

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## S’ORGANISER ##

Le travail rapporte dans le YR4 se focalise sur de tres differents aspects de la physique du HIggs, ce qui est pourquoi 374 physiciens ont du joindre leur force. **L’accomplissement de l’ecriture d’un tel document a donc requis une enorme organisation afin d’avoir le travail fait correctement et manage efficacement.** Je vais rapidement ecrire cette organisation du travail ci-dessous.

Comme je l’ai deja indique ailleurs, cela peut s’arranger sous la forme d’un arbre ou chaque feuille verifie tout ce qui est fait en dessous.

Les differents sujets couverts ont ete classifies en trois groupes de travail. Chacun de ces groupes de travail est dirige par 4 ou 5 personnes responsables, appelees conveners (coordinateurs), qui ont en charge la redaction et le reviewing des chapitres du YR4 associes.

Au sein d’un groupe de travail particulier, l’enemble des sous-sujets couverts est divise en sous-categories dirirges par des sous-coordinateurs (subconveners) qui ont la tache de veiller a l’ecriture d’un petit nombre de chapitre du YR4. L’ecriture d’un chapitre particulier est coordonnee par une seule personne, qui communique alors a la foi avec les subconveners et un plus grand nombre de physiciens interesses par contribuer au dit chapitre. 

Une fois que les sous-conveners sont heureux du resultat des chapitres dont ils ont la responsabilite, l’information remonte vers les conveners, puis finalement les 9 editeurs. A chaque etape, des changement peuvent etre proposes. Le texte est donc revise a multiples moments.

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## 1 - PREDICTIONS POUR LE MODELE STANDARD ##

Si nous voulons observer des deviations par rapport aux attentes du Modele Standard, il faut des predictions de precision pour ce dernier (afin d’etre sur qu’une deviation est bien une deviation et pas un manque de precision dans la theoirie). La premiere partie du YR4 concerne donc les calculs de precision pour la production et les desintegrations du boson de Higgs dans le contexte du Modele Standard.

Un exemple de tels calculs est donne dans la figure ci-dessous. Cela illustre le taux de production d’un boson de HIggs issu de la fusion de deux gluons (le mode de production principal du boson de Higgs) calcule a differents niveaux de precision.

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![](http://storage.googleapis.com/steemimgimgs/2016/10/30/ScreenShot2016-10-30at22.29.1657910.png) 
<sup>[image credits: [The YR4](https://arxiv.org/abs/1610.07922)]</sup>
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L’*axe X* est simple a comprendre. LO (leading order en anglais) indique l’ordre dominant, NLO l’ordre sous-dominant (next-to-leading order en anglais) et ainsi de suite. Une plus grande quantite de ’N’ indique une plus grande precision du calcul. Il est ainsi evident de remarquer qu’un calcul facile de type LO (n’importe quel etudiant de master en physique subatomique peut le faire) est completement a cote de la plaque par une grande quantite… La precision est donc importante si on veut pouvoir se fier aux predictions..

En parallele, certaines contributions specifiques peuvent etre identifiees au sein du calcul et calculees a un plus grand niveau de precision. C’est ce dont les acronymes NLL, NNLL, N3LL indiquent (sans entrer dans les details).

Ainsi, des calculs bien plus compliques et plus precis permettent un meilleur controle des predictions et une reduction des incertitudes.

**Le calcul illustre par le point le plus a droite de la figure est le calcul perturbatif de physique des particules le plus precis jamais calcule!**

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## 2 - LES PROPRIETES DU HIGGS ##

Le second gros sujet du rapport concerne **les proprietes du boson de Higgs** et la place toujours livre pour des deviations et donc des phenomenes nouveaux de physique au-dela du Modele Standard.

Plusieurs cadres de travail existent afin de pouvoir utiiser les donnees de la meilleure facon possible pour extraire de l’information a propos de la nouvelle physique (un synonyme de ‘physique au-dela du Modele Standard’). Parmi ceux-ci, un sujet tres important (dont je rafolle) consiste en **la theorie effective des champs**. J’ai deja discute cela dans [ce post plus ancien](https://steemit.com/science/@lemouth/my-own-research-on-steemit-seeking-for-new-phenomena-hidden-in-the-properties-of-the-higgs-boson-also-in-french-a-la-recherche), pour information.

Le mecanisme derriere cela est tres simple. Le point de depart est **qu’il y a de nouvelles particules a observer quelque part, mais qu’elles sont trop lourdes pour etre produites dans les experiences actuelles**. Par consequent, la seule option consiste a decouvrir leurs traces de facon indirecte: ces nouvelles particules impliqueront des **deviations minuscules dans les proprietes des particules du Modele Standard**, qui pourront alors etre mesurees.

La physique des paticules se base sur des symetries, et ces symetries nous indiquent comment modeliser ces deviations d’une facon bien definie. Une fois la forme des deviations fixee ainsi, seule leur amplitude reste a etre contrainte par les donnees.


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## 3 - PHYSIQUE AU-DELA DU MODELE STANDARD ##

La derniere partie du YR4 concerne des theories de nouvelle physique specifique qui peuvent etre utilisees comme **scenarios tests pour l’exploration d’un secteur de Higgs non standard**. Cela inclut des scenarios typiques et populaires (comme ceux des theories supersymetriques pour jeter quelques grands mots) mettant en jeu de nombreux bosons  de Higgs ou des desintegrations exotiques de ces bosons.

Brievement, une theorie supersymetrique est une theorie possedant une symetrie plus importante que le Modele Standard. A chaque particule connue est associee une particule nouvelle, appele un superpartenaire. Les fermions du Modele Standard ont donc des partnaires appeles sfermions et les bosons de jauge et de Higgs ont des partenaires appeles jauginos et higgsinos. Une particule donnee et son superpartenaire ont une nature bosoniqu/fermionique differente ((quelques infos en plus [disponibles ici](https://steemit.com/science/@lemouth/the-bestiary-of-particle-physics-this-is-how-i-introduced-particle-physics-to-cern-summer-students)).

Dans tous ces modeles, **la theorie contient plus d’un seul boson de Higgs** et il y a des donc des nouvelles particules a traquer, observer et etudier. Il faut donc etre pret (d’ou les chapitres associes dans le YR4). Un exemple de desintegration exotique du Higgs est donne ci-dessous:

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![](http://storage.googleapis.com/steemimgimgs/2016/10/30/ScreenShot2016-10-30at23.17.07b2b0e.png)
<sup>[image credits: [The YR4](https://arxiv.org/abs/1610.07922)]</sup>
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Le boson de Higgs (h) se desintegre en une paire de neutralinos (chi). Un neutralino est une particule supersymetrique partenaire des boson de jauge et de Higgs qui consiste en un melange de jaugino et higgsino. Dans les processus ci-dessus, les neutralinos se desintegrent chacun en un gravitino, une particule dont les proprietes peuvent etre ajustee de facon a avoir un candidat pour expliquer la problematique de la matiere noire dans l’univers, et un photon.

De nombreuses etudes de boson de Higgs non standard ont ete effectuees dans le rapport, et ces dernieres ont demande de nombreux calculs.

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## RESUME ##

Le rapport YR4 collecte le travail de nombreux physiciens et n’est rien d’autre que **la reference sur la physique du Higgs** pour les prochaines annees. 

Si vous etes interesses, je ne peux que vous conseiller de jeter un oeil au rapport. Les introductions a chaque chapitre sont des bons departs pour obtenir une dee precise de ce qu’est ce gros rapport. En cas de questions, je suis bien sur disponible sur le canal #steemSTEM du [chat steemit](https://steemit.chat/channel/steemSTEM).