Est-ce (c'est) la fin de l'histoire de (la construction du modèle standard de) la physique des particules ?

//Travail de rédaction encore en cours

Le Modèle Standard (entièrement validé) est(-il) désormais la Théorie Standard (achevée) des particules (?)

Prenons prétexte de ce que le dernier grand raout  des physiciens des particules réunissant il y a un peu plus d'un mois expérimentateurs et théoriciens aux Rencontres de Moriond 2014 s'est achevé sur la confirmation éclatante de la validité du Modèle Standard (et l'absence de signes directs clairs d'une nouvelle physique) pour rappeler cette réflexion du grand physicien et prix Nobel japonais Yiochiro Nambu :

The Sakata-Taketani methodology is summarized in Taketani's three stage thesis. It posits that the progress in physics goes through a cycle of three stages. 

Stage 0 

We start with the discovery of new phenomena which are outside of the existing physical laws. 

Stage 1: Phenomenology

Our first task would be to collect data, and try to find some order or regularities in them, then arrive at some empirical laws or representations that enable us to organize them and make predictions... 

Stage 2: Model building

...We want to interpret the origin of the regularities in terms of a model, in which concrete, often hypothetical, entities are introduced. Or else the model may be mathematical in nature... 

Stage 3: Definitive theory

The next and the final stage is to construct or invent a theory which incorporates the various models in a precise, all-inclusive mathematical system or laws, which describes all phenomena in a quantitatively correct way and can make precise predictions. We immediately recall the Standard Model (SM) as an example... In the past 15 [now 33] years or so its validity has been confirmed to an impressive degree of precision. It has all the features for a definitive theory of the three basic interactions. It is still called a model, perhaps because some aspects has not yet been confirmed [all its predictions have been confirmed in 2012], and perhaps also because of the large numbers of phenomenologically adjustable parameters which could be derived in a more complete theory. Nevertheless its confirmed validity is such that essentially it deserves to be called the Standard Theory. 

La méthodologie de Sakata - Taketani est résumée dans la thèse en trois étapes de Taketani . Le progrès de la physique est supposé passer par un cycle de trois étapes. 

Étape 0

On commence avec la découverte de nouveaux phénomènes qui sont hors du champ des lois physiques existantes. 

Étape 1: Phénoménologie
La première tache consiste à recueillir des données et essayer d'y trouver un peu d'ordre ou des régularités, pour arriver à des lois ou des représentations empiriques qui permettent de les organiser et de faire des prédictions ... 

Etape 2: Construction d'un modèle
... On cherche à interpréter l'origine des régularités en termes de modèle dans lequel on introduit des entités concrètes, souvent hypothétiques. Ou bien le modèle peut être de nature mathématique ... 

Étape 3: Théorie achevée
L'étape suivante est la dernière, elle vise à construire ou inventer une théorie qui intègre les différents modèles dans un système de lois mathématiques rigoureux et complet qui décrit tous les phénomènes d'une manière quantitativement correcte et peut faire des prédictions précises. On pense immédiatement au Modèle Standard (MS) par exemple ... Dans les 15 [aujourd'hui 33] dernières années sa validité a été confirmée à un degré de précision impressionnant. Il possède toutes les caractéristiques d'une théorie achevée des trois interactions fondamentales. Il est encore qualifié de modèle, peut-être parce que certains aspects n'ont pas encore été confirmé [toutes ses prédictions le sont depuis 2012] et peut-être aussi à cause du grand nombre de paramètres phéno-ménologiques ajustables  qui pourraient être obtenus dans une théorie plus complète. Néanmoins sa validité confirmée est telle qu'en pratique il mérite d'être appelé la théorie standard.

Yiochiro Nambu, Three Stages, Three Modes, and Beyond, 1996

Les passages entre crochets constituent naturellement des commentaires personnels qui actualisent les propos de Nambu tenus il y a maintenant plus de 18 ans mais qui gardent aujourd'hui plus encore qu'hier toutes leurs pertinences semble-t-il.

Les particules élémentaires ont désormais leurs tableaux de classification périodique [synoptique] (symmétrique) complets ...

En voici trois exemples. Le premier a été trouvé par l'intermédiaire du blog scientifique du journal Libération tenu par Sylvestre Huet. Il est tiré d'une revue du CEA et rappelle dans sa présentation le fameux tableau de classification périodique des éléments chimiques.

(Fabrice Mathé & Amélie Lorec /LES DEFIS DU CEA) Source

Le second ci-dessous est tiré d'une vidéo du CERN qui retrace en cinq minutes l'historique de la construction du Modèle Standard. Le tableau gagne une dimension spatiale supplémentaire qui renforce son caractère synoptique en mettant clairement en évidence la hiérarchie (verticale) des interactions fondamentales.

Source

Le troisième tableau revient à une structure spatiale bidimensionnelle mais choisit d'ajouter la couleur qui manquait à la précédente présentation. Il offre une place centrale à la dernière particule élémentaire à avoir été découverte, attribuant ainsi au fameux boson de Higgs et au mécanisme de brisure spontanée de symétrie imaginé par Nambu le rôle d'une clé de voute. Mais son originalité est surtout dans sa forme circulaire : évocation géométrique concrète de la notion mathématique abstraite de symétrie de jauge qui a joué un rôle crucial dans les différentes étapes de la construction du Modèle Standard. On s'éloigne ainsi de la structure rectangulaire classique du tableau de classification des éléments chimiques qui reposait sur l'idée fondamentale de périodicité des propriétés chimiques. 

(Walter Murch, David Kaplan ? Mark Levinson?) Source

Signalons pour la petite histoire que cette structure circulaire retenue pour la présentation des particules élémentaires doit aussi à la chimie car elle est venue semble-t-il à son auteur principal, Walter Murch, suite à une inspiration dans la même veine que celui de Kékulé pour la structure cyclique de la molécule de benzène. 

L'épopée de la découverte de la dernière particule du Modèle Standard en cinémascope (et bientôt distribuée en France?)!

Le récit de l'aventure épique et des moyens gigantesques mis en oeuvre pour débusquer la dernière particule du Modèle Standard méritait bien un beau documentaire avec une large diffusion. C'est fait grâce en particulier au réalisateur  (et ancien physicien théoricien) Mark Levinson aidé du professeur David Kaplan  et du monteur Walter Murch déjà cités. 

Le site du film