Vers une superforce

Notre compréhension du fonctionnement de l’Univers progresse souvent lorsqu’on découvre des liens entre des objets qui semblaient à première vue bien distincts. Ainsi, dans les années 1860, James Clerk Maxwell apercevait des similitudes entre électricité et magnétisme, ce qui le conduisait à élaborer sa théorie d’une force électromagnétique unifiée. Un siècle plus tard, autre avancée : les théoriciens commencent à établir un lien entre l’électromagnétisme, avec ses effets évidents dans la vie quotidienne, et la force faible, qui se cache, elle, à l'intérieur du noyau atomique. Ce lien a été confirmé, tout d’abord par l’expérience Gargamelle au CERN, puis par la découverte des particules W et Z (récompensée par un prix Nobel), vecteurs de la force électrofaible. Mais ne l’oublions pas : ce n’est qu’à des énergies très élevées, comme celles des collisions de particules réalisées et dans d’autres laboratoires que force électromagnétique et force faible commencent à agir à parts égales.

On peut donc se demander si, à des énergies encore plus élevées, certaines autres forces pourraient elles aussi s’unifier. Des expériences ont montré que l’effet de la force forte s’affaiblit à mesure que les énergies augmentent. Cela semble indiquer qu’à des énergies extrêmement élevées, les forces électromagnétique, faible et forte sont probablement indiscernables. Les énergies en cause sont au moins un million de fois plus élevées que ce que peuvent atteindre les accélérateurs de particules, mais ces conditions auraient existé au tout début de l’Univers, juste après le Big Bang (à 10^-34 seconde). Poursuivant le raisonnement, les théoriciens envisagent même la possibilité, à des énergies encore plus élevées, de faire converger la gravité avec les autres forces, unifiant ainsi toutes les forces de la Nature en une seule « superforce ». Celle-ci aurait prévalu lors des premiers instants de l’Univers, avant que les différents composants se séparent au fur et à mesure que l’Univers refroidissait.

Superparticules

Bien qu’il soit impossible actuellement de recréer les conditions voulues avec des énergies suffisamment élevées pour pouvoir vérifier ces théories, on peut cependant chercher à comprendre les conséquences de cette « grande unification » à des énergies moins élevées, par exemple au Grand collisionneur de hadrons. Une idée très courue concernant cette unification est la supersymétrie, ou SUSY. SUSY prévoit une symétrie entre la matière et les forces, et prédit que pour chaque particule connue il existe un partenaire « supersymétrique ». Si la théorie est juste, les particules supersymétriques devraient apparaître dans des collisions au LHC.