Pour La Science Hors Serie # 114, January 2022

En 1894, le physicien Albert Michelson affirme : « Il semble probable que la plupart des grands principes sous-jacents [à la physique] ont été fermement établis. » Ainsi, à la fin du XIXe siècle, la physique apparaît achevée, à deux détails près : le rayonnement du corps noir, c’est-à-dire la lumière émise par un corps chauffé, et l’invariance de la vitesse de la lumière dans un prétendu éther. La résolution de ces deux problèmes conduira à la naissance de la physique quantique et de la théorie de la relativité… Rien de moins.

L’histoire se répéterait-elle, voire bégaierait-elle, comme le pensait Marx ? Aujourd’hui, les physiciens disposent pour étudier la structure fondamentale de la matière d’un cadre théorique solidement établi : le modèle standard. Le fait est que des myriades d’expériences ont autant aidé à le bâtir qu’à le conforter. Mais quelques « détails » ne le rendent pas entièrement satisfaisant… D’abord, ce modèle standard ne dit rien de 95 % du contenu de l’Univers pour lesquels on doit invoquer de mystérieuses « matière noire » et « énergie sombre ». Ensuite, plusieurs résultats peinent à entrer dans le cadre. Enfin, de grandes questions restent encore sans réponse, comme l’étonnante disparité des masses des particules. Le modèle standard est-il au bord de la rupture ? Les articles de ce numéro tentent de répondre et esquissent des pistes pour aller au-delà sans nécessairement le rendre caduc. Comme la théorie de la relativité a englobé la physique newtonienne sans la chasser.

Et l’on peut espérer, avec la physicienne Nathalie Besson, l’avènement d’un nouvel Einstein pour nous indiquer quelle direction prendre.

Sommaire
P3. Edito
Einstein, reviens !

P6. Repères
La physique des particules en express

P10. Avant propos
« Voir où le modèle standard craque pour aller au-delà »
Entretien avec Nathalie Besson

01 - À LA RECHERCHE DE NOUVELLES PARTICULES

P18. De quoi le réel est-il fait ?
Charles Sebens

P26. La possible fécondité du neutrino stérile
Richard Van der Water et William Charles Louis

P36. La physique passe à l’axion
Chanda Prescod-Weinstein

P46. 2 + 2 font quark, et même tétraquark
Davide Castelvecchi

P50. Portfolio
Chambres avec vue sur particules

02- DES ÉVÉNEMENTS ÉTRANGES

P58. Le muon sur la sellette
Sean Bailly

P68. L’anomalie magnétique du muon, un défi également théorique
Entretien avec Laurent Lellouch

P72. Un quark fait de la résistance
Sébastien Descotes-Genon

P80. Accélérons les accélérateurs
Chandrashekhar Joshi

03 – LE CÔTÉ OBSCUR DE L’UNIVERS

P92. L’insaisissable matière noire
Pauline Gagnon

P102. Matière noire : beaucoup d’appelés, pas encore d’élu
Marco Cirelli

P112. Les cachotteries de l’énergie sombre
Philippe Brax

P120. Les incontournables