Le retour d'un super-héro quantique français : Pierre Fayet
Défendre les recherches [de particules] {sur les théories} supersymétriquesau vue des résultats du LHC1 (dans la perspective du LHC2)
Revenons maintenant à Pierre Fayet et voyons dans quelle mesure il partage l'opinion de John Ellis. Dans son nouvel article il dessine les perspectives d'une famille de théories supersymétriques qui s'accommoderait des derniers résultats expérimentaux récoltés par le LHC jusqu'à une énergie de 8 TeV et qui pourrait fournir des prédictions testables lors du second round d'expériences à 14 TeV.
On peut à la lecture de cet extrait avoir un aperçu, je crois, de la rigueur et l'honnêteté intellectuelle dont parlait F. Besnard précédemment, celle d'un constructeur de modèles qui ne cache pas les difficultés auxquelles est confrontée toute théorie ambitieuse qui se confronte au tribunal du réel, celle d'un physicien courageux qui continue à proposer des solutions hypothétiques mais qui met bien en exergue les questions qui restent ouvertes dans le cadre de ses spéculations.
Le boson de Higgs est-il le signe d'une supersymétrie au carré !?
Avant de terminer il faut tout de même noter cette audacieuse proposition faite par Fayet dans le même article :
//léger travail de correction et traduction effectués le 29/03/14
Le texte entre crochet dans la traduction de l'article de Fayet est un ajout de ma part qui traduit une formulation personnelle et pas celle de P. Fayet.
Toujours à l'affût des derniers développements sur le front de la recherche physique en général, et sur celui de la physique quantique en particulier, le blogueur interroge régulièrement les moteurs de recherche de ses sites favoris comme arxiv.org avec soit des mots clés qui empruntent au vocabulaire technique, soit des noms propres de physiciens (et de quelques mathématiciens) parce qu'il aime suivre leurs travaux ou parce qu'ils appartiennent à l'Olympe des scientifiques (ou à son Panthéon personnel) et qu'il est toujours intéressant de savoir sur quoi ils travaillent. Il s'agit là soit-dit en passant d'une attitude propre aux physiciens sur lequel on reviendra sûrement un autre jour. Quelle n'est pas sa surprise donc et sa joie de découvrir un article tout récent (déposé le 24 mars) de Pierre Fayet, l'un des pères fondateurs de la supersymétrie (et tout récemment élu à l'académie des Sciences) dont il avait pour la première fois vu le nom grâce à un blog de qualité dans le texte suivant :
... there was some sort of sadness coming out of the talks of particle physicists and string theorists. We heard the usual claims about string theory being "the only theory of quantum gravity" (Costas Bachas), or the "only game in town" on the unification side (John Ellis). This message seemed to be carried like an old reflex, without any enthusiasm, by people who have been waiting for too long without seeing any thing really new and interesting happening in their field. However, the talk of Pierre Fayet about supersymmetry standed out thanks to its remarkable honesty. In fact, Pierre Fayet was so honest about the various problems plaguing SUSY theories that I ended up being even more sceptical than I was before his talk ! Answering some question in the audience, John Ellis made the interesting comment that if SUSY is not seen at the LHC, he will certainly lose interest in the theory.
Fabien Besnard, Billet Frontiers of Fondamental Physics 11, Blog Mathéphysique, 10/07/2010Avant de revenir à Fayet signalons que John Ellis dont il est aussi question dans cet extrait est également un scientifique de renom à qui on doit - outre un vaste corpus de travaux sur les conséquences phénoménologiques de la supersymétrie - les premiers efforts et incitations pour une recherche effective du boson de Higgs comme le rapelle la conférence Nobel de ce dernier. Remarquons aussi que malgré l'absence de signes de supersymétrie dans le premier round de fonctionnement du LHC John Ellis s'intéresse toujours à cette dernière dans l'attente des résultats du second round (LHC2) qui ne commencera au plus tôt que l'année prochaine (2015) :
I still think that supersymmetry is the best-motivated extension of the Standard Model, and look forward to the next phases of LHC operation at higher energy and luminosity.
John Ellis, Summary of the Nobel Symposium on LHC Results, 13/09/2013
Défendre les recherches [de particules] {sur les théories} supersymétriques
Revenons maintenant à Pierre Fayet et voyons dans quelle mesure il partage l'opinion de John Ellis. Dans son nouvel article il dessine les perspectives d'une famille de théories supersymétriques qui s'accommoderait des derniers résultats expérimentaux récoltés par le LHC jusqu'à une énergie de 8 TeV et qui pourrait fournir des prédictions testables lors du second round d'expériences à 14 TeV.
The electroweak scale is the most natural one where to search for supersymmetric particles, with supersymmetry usually expected to show up a not-too-high scale, now typically considered to be < a few TeV at most. But no supersymmetric particle has shown up yet, with lower limits on squarks and gluinos often reaching ≃ TeV scale. Still we keep hoping that the next round of LHC experiments will lead to a direct discovery of the new superpartners. In between, the finding at CERN of a new particle likely to be a spin-0 BE-Higgs boson seems to indicate that we are indeed on the right track, in contrast with other anticipations about the nature of electroweak breaking.
At which energy scale we may expect to find supersymmetric particles depends on the magnitude of the parameters describing supersymmetry breaking, in connection with the amount of breaking of the continuous R symmetry ... What should be the mass scale for the new particles, if not ∼ TeV scale as was commonly expected, remains an open question.
As supersymmetry breaking and electroweak breaking are in general two independent phenomena, we should take seriously the possibility that their breaking scales be of different magnitudes. The supersymmetry-breaking scale could then be significantly larger, especially if a new physical phenomenon not directly related to electroweak breaking is involved in this process, such as the compactification of an extra dimension.
This could fix the supersymmetry-breaking scale in terms of the compactification scale ... We may then face the eventuality that superpartner masses be considerably larger than the presently accessible ≈ TeV scale, especially if the compactification of extra dimensions also sets the scale for grand-unification breaking. This may tell us that supersymmetry should only show up manifestly through the presence of R-odd superpartners at the compactification scale, i.e.
m(R-odd superpartners) ≈ compactification scale ?
This one is not necessarily directly tied to the electroweak scale, especially as the electroweak breaking can be directly formulated in the higher 5-or-6 dimensional spacetime (where it leaves an electrostrong symmetry unbroken), independently of the compactification scale. It may be quite high, especially if two similar compactification scales determine both the supersymmetry and grand-unification scales ... This would imply
m(R-odd superpartners) ≈ GUT scale ??
with the further possibility that the GUT scale be lower than usually considered, in connection with the possible stability of the proton associated with GUT-parity.
Pierre Fayet, THE SUPERSYMMETRIC STANDARD MODEL with a Brout-Englert-Higgs boson as spin-0 partner of the Z, 24/03/2014
On peut à la lecture de cet extrait avoir un aperçu, je crois, de la rigueur et l'honnêteté intellectuelle dont parlait F. Besnard précédemment, celle d'un constructeur de modèles qui ne cache pas les difficultés auxquelles est confrontée toute théorie ambitieuse qui se confronte au tribunal du réel, celle d'un physicien courageux qui continue à proposer des solutions hypothétiques mais qui met bien en exergue les questions qui restent ouvertes dans le cadre de ses spéculations.
Le boson de Higgs est-il le signe d'une supersymétrie au carré !?
Avant de terminer il faut tout de même noter cette audacieuse proposition faite par Fayet dans le même article :
The new boson found at CERN with a mass close to 125 GeV/c2, believed to a Brout-Englerts-Higgs boson associated with the electroweak breaking, may well also be interpreted, in general up to a mixing angle as we shall see, as a spin-0 partner of the 91 GeV/c2 Z boson under two infinitesimal supersymmetry transformations ...
The observation of a new spin-0 particle ... thus appears as an important indication in favor of this symmetry. According to this gauge-Higgs unification (already within N = 1 theories in 4 dimensions), BEH bosons naturally appear as extra spin-0 states of massive spin-1 gauge bosons. And this, in spite of the fact that they have different gauge-symmetry properties – thanks to the spontaneous breaking of the electroweak symmetry.
Le nouveau boson découvert au CERN avec une masse proche de 125 GeV/c2, supposé être un boson de Brout-Englert-Higgs associée à la brisure électrofaible, pourrait bien aussi s'interpréter comme [super]partenaire [au carré?] de spin 0 du boson Z de 91 GeV/c2 moyennant deux transformations de supersymétrie infinitésimales et un certain angle de mélange comme nous allons le voir ...
L'observation d'une nouvelle particule de spin nul ... apparaît ainsi comme une indication importante en faveur de cette symétrie. Selon cette unification entre bosons de jauge et de Higgs (déjà présente dans les théories à 4 dimensions avec N = 1), les bosons BEH apparaissent naturellement comme [super]partenaires [au carré] de spin 0 des bosons de jauge massifs de spin 1. Et ce, en dépit du fait qu'ils ont des propriétés vis-à-vis des symétries de jauge différentes - grâce à la brisure spontanée de la symétrie électrofaible.
ibid.Je laisse au lecteur meilleur physicien que moi apprécier la pertinence de cette vision des choses, pour ma part je m'interroge encore pour savoir si derrière cette interprétation audacieuse il n'y a pas un peu ... de malice.
//léger travail de correction et traduction effectués le 29/03/14
Le texte entre crochet dans la traduction de l'article de Fayet est un ajout de ma part qui traduit une formulation personnelle et pas celle de P. Fayet.
