Qui a (oublié de) commandé(er) des particules supersymétriques pour LHC8 ? / Who (has forgotten to) order[ed] SUSY particles for LHC8?

En apprendre assez pour ne pas être naïf au risque d'être un peu ... iconoclaste (4)

Hommage à une formule fameuse de physicien  Who ordered that? 

Avant de tenter de répondre à la question posée en titre commençons par nous remémorer l'époque héroïque des années 30 où il suffisait d'avoir de bons yeux (ou plutôt des chambres à brouillard) et de les lever vers le ciel (les installer au sommet d'une montagne comme le pic du Midi ou la Jungfraujoch) pour découvrir de nouvelles particules dans les gerbes de rayons cosmiques tombés du ciel. Particules d'abord "prévues" comme le positron puis tout-à-fait inattendues comme le muon. C'est à l'occasion de cette découverte que le physicien Isidor Rabi se serait exclamé "Qui a commandé ça ?". 
Cet âge héroïque fut bientôt suivie dans les années 50 et 60 par la période classique des accélérateurs qui permettaient cette fois aux physiciens de créer leurs propres particules et d'en trouver encore de nouvelles, dans une sorte de pêche miraculeuse rendue possible par de nouveaux détecteurs à bulles puis à fils. Epoque heureuse pour les expérimentateurs mais cauchemar pour les théoriciens réduits au rôle d'entomologistes dans un zoo de particules "élémentaires". Mais les années 70 marquent un point de bascule : après la dernière grande surprise expérimentale de la résonance J/ψ, les théoriciens ont mis de l'ordre dans le chaos naturel et en véritables démiurges. Ils forgent même leur grand oeuvre, le Modèle Standard, pour ainsi dire l'annonciateur de la beauté en physique (découverte du quark "beauty" à la fin des années 70) en tout cas le révélateur du charme nu derrière le charme caché. Le modèle ne cessera dès lors de voir ses prédictions confirmées, qu'il s'agisse des découvertes des bosons médiateurs des interactions faibles et fortes qui surviendrons dans les années 80 ou bien de la preuve la plus littérale de sa vérité, longtemps attendue mais qui viendra dans les années 90 avec la découverte du quark "truth" rebaptisé entre temps (plus sagement?) top pour faire pendant au quark bottom (autrefois beauty)...

Réponse personnelle sous forme de citation (d'un célèbre article scientifique d'opinion) : Who ordered theorists?  

On vient de voir qu'à partir de la fin des années 70 la nature des faits expérimentaux, sinon les expérimentateurs eux même, ne commandai(en)t plus tout-à-fait aux théoriciens, lesquels allaient se montrer assez confiants pour baptiser la trilogie des futures particules (quarks) à découvrir : charme, beauté et vérité!  Ces théoriciens pouvaient donc donner l'impression d'être en mesure sinon d'imposer leurs vues aux expérimentateurs du moins de les guider étroitement vers les expériences à mener. Que cette vision des choses soit pour le moins simplifiée c'est ce qui ressort de la lecture d'un texte au ton polémique du physicien Harry Lipkin dont voici un extrait :

... the Standard Model did not result from great theoretical or philosophical visions. It arose from a succession of who-ordered-that and other pioneering experiments that defied the theorists until there were enough data to enable an after-the fact analysis that would lead the theorists in the right direction.

I have no patience with social scientists, historians, and philosophers who insist that the “scientific method” is doing experiments to check somebody’s theory. The best physics I have known was done by experimenters who ignored theorists completely and used their own intuitions to explore new domains where no one had looked before. No theorists had told them where and how to look.  

... le Modèle Standard n'est pas le fruit de grandes visions théoriques ou philosophiques. Il est issu d'une succession de [découvertes expérimentales fortuites du type] "qui-a commandé-ça" et d'autres expériences pionnières qui ont toutes défiées la compréhension des théoriciens jusqu'à ce qu'il y ait suffisamment de données pour permettre une analyse après coup qui les conduisent dans la bonne direction.
Je n'ai aucune patience avec les sociologues, historiens et philosophes qui insistent sur le fait que la «méthode scientifique» consiste à faire des expériences pour vérifier la théorie de quelqu'un. La meilleure physique que je connaisse a été faite par des expérimentateurs qui ont ignoré complètement les théoriciens et ont utilisés leurs propres intuitions pour explorer de nouveaux domaines où personne n'avait regardé avant. Aucun théoricien ne leur avait dit où et comment regarder.

Harry J. Lipkin, Who ordered theorists? 07/2000 

Quoiqu'il en soit les crédits de recherche semblent bien avoir été orientés dans une époque récente vers la construction de machines toujours plus grandes, lesquelles ont été publiquement promues pour tester les spéculations des théoriciens : qu'il s'agisse de l'unification électrofaible et de la complétion de la chromodynamique quantique hier, de la mise en évidence d'un mécanisme de brisure de symétrie spontanée via un boson scalaire aujourd'hui (découverte d'un boson de Higgs) et de la recherche de particules supersymétriques pour expliquer la cause de la brisure de symétrie (pour demain ?).
Ainsi va la course aux accélérateurs géants depuis plusieurs décennies, la compétition pacifique entre les Etats-Unis et l'Europe ayant atteint son apogée dans les années 90 avec le LEP et le Tevatron tout deux surpassés depuis par le LHC, opérationnel depuis la fin des années 2000 et résultat d'une collaboration internationale renforcée après l'échec du SSC américain. Cette course marque aujourd'hui une pause avec la fin du premier round de fonctionnement du LHC à 8 TeV ... avant de reprendre avec un second round à 13 TeV prévu pour 2015.
Notre réponse à la question est donc bien : les théoriciens! Ceux là du moins qui ont conçut l'hypothèse de la supersymétrie soutenant tant de modèles phénoménologiques; les mêmes qui prévoient donc dans ce cadre l'existence de nouvelles particules au delà de celles du Modèle Standard, particules génériquement appelées supersymétriques.  

Mobilisation de l'intelligence collective via Physics Stack Exchange pour modérer la réponse précédente 

//ajout du 02/07/13

Le blogueur que je suis n'est pas le seul à se poser des questions ou à essayer de tirer des conclusions sur l'absence pour le moment de traces de particules supersymétriques dans les mesures du LHC. Sur le site collaboratif Physics Stack Exchange où des physiciens professionnels, étudiants et amateurs échangent des informations à travers des questions, des commentaires et des réponses dans une sorte de nouveau type de foire aux questions version 2.0, on trouve le même genre d'interrogations :

SUSY and the Large hadron collider

Did the LHC rule out SUSY as a solution to the hierarchy problem ? What's the common belief among theorists regarding the possibility of discovering SUSY in the 2015 run of the LHC ? Did the absence of a SUSY signal so far depress the enthusiasm that SUSY is an important element of our universe ? 

Question from abccs 30/06/13

Well, I am a retired particle physics experimentalist. This means I remember the evolutions of experiments and the extensions of theories from the beginning 60's, when the eightfold way was the fashion.

When the J/Psi was discovered everybody "fell from the clouds" as we say in greek ( I suppose cloud cuckoo land in english). Nobody but nobody had expected it to be so narrow.

When QCD was mooted the great Feynman himself was skeptical , being partial to his parton model.

As for theories? The Regge poles that dominated hadronic physics of the seventies and fell out of fashion with QCD and all, are having a comeback with string theories.

So my experience tells me that nothing is decided yet. It could be possible that even with the existing data at LHC a clever young physicist will unscramble resonances that are being thrown out with the bathwater of such large backgrounds. Certainly I would wait for the next data crop from the LHC before thinking that super symmetry manifestation has to be pushed to higher energies. My experience also tells me that theoreticians are quite adept at this last.

Answer from anna v 30/06/2013 

SUSY et le Grand collisionneur de hadrons

Est-ce que [les résultats du] LHC excluent SUSY comme solution au problème de la hiérarchie? Quelle est le consensus parmi les théoriciens concernant la possibilité de découvrir SUSY dans la perspective du redémarrage en 2015 du LHC? Est-ce l'absence d'un signal SUSY jusqu'ici a diminué l'enthousiasme pour une vision de l'univers où SUSY serait un élément important?  

Question de abccs 30/06/13

Eh bien, je suis un expérimentateur en physique des particules à la retraite. En tant que tel j'ai souvenir des développements expérimentaux et théoriques depuis le début des années 60, lorsque la voie octuple était à la mode.

Lorsque le J / Psi a été découvert tout le monde est «tombé des nues» [...]. Personne, mais vraiment personne n'avait prévu que la résonance soit si étroite.

Quand la chromodynamique quantique (QCD) a été mise en avant, le grand Feynman était lui-même sceptique, ayant un jugement partial à cause de son propre modèle de partons.

Quant aux théories? Les pôles de Regge qui ont dominé la physique hadronique des années soixante-dix et sont tombés en désuétude avec la QCD et tout le reste, avant de faire leur retour à travers la théorie des cordes.

Donc, mon expérience me dit que rien n'est encore décidé. Il se pourrait que, les données déjà recueillies au LHC suffisent à un jeune physicien intelligent pour déchiffrer des résonances qui sont actuellement jetées avec l'eau du bain du signal de fond. Certes, je voudrais attendre la prochaine récolte de données du LHC avant de penser à repousser la manifestation de la supersymétrie  à des énergies plus élevées. Mon expérience me dit aussi que les théoriciens sont plutôt adeptes de cette dernière démarche.

Réponse de anna v 30/06/13

On laisse au lecteur la liberté de juger dans quelle mesure ces informations valident la pertinence de la question du billet et amendent la réponse proposée par le bloggueur ...

Clin d'oeil pour finir à une sympathique BD de popularisation de la physique au LHC

Elle conte la chasse au Boson de Higgs et autres particules massives "dans les vertes plaines à 8 TeV du LHC" :

Les vertes plaines à 8 TeV du LHC. ©Lison Bernet

//Ce billet a subit une dernière mise à jour le mercredi 3 juillet 2013.