Le prix Nobel de physique 2008 vient d’être décerné, vous l’avez peut-être entendu… Sachez d’abord que ce prix est en général décerné longtemps après la découverte qu’il récompense, car il faut parfois du temps pour se rendre compte de l’importance réelle d’une découverte. Cette fois-ci, il récompense des travaux vieux de 30 ans.

Il a été attribué à deux Japonais, Makoto Kobayashi et Toshihide Maskawa, et à un Américain d’origine japonaise, Yoichiro Nambu. Ces noms sont des légendes pour tous ceux qui ont travaillé dans la physique des particules ! Les deux premiers ont laissé leur nom à un objet mathématique qui habite aujourd’hui tous les cours de physique des particules, à tout niveau : la matrice CKM, dite de Cabbibo-Kobayashi-Makawa.

Lorsque l’on étudie les quarks, ces particules élémentaires supposées constituer les petites briques de la matière avec les électrons, on se rend compte que les quarks présentent la curieuse tendance de jouer à cache-cache entre eux.

Les deux quarks les plus courants sont appelés u et d. Si nous étudions un quark u en promenade, par exemple, éjecté à la sortie d’un accélérateur comme le tout nouveau LHC, nous pouvons nous faire une idée de ses caractéristiques. Idem pour le quark d.

Malheureusement, quand nous suivons ces quarks non pas libres mais occupés à interagir avec d’autres, par exemple pour fabriquer des protons, les caractéristiques que nous venons d’étudier ne marchent plus… Comme s’il ne s’agissait plus de la même particule.

Il s’avère que les quarks u et d, quand ils ne sont pas libres, se mélangent entre eux pour former deux autres particules qui leur ressemblent beaucoup et que, par abus de langage, nous appelons aussi quarks u et d.

MM. Kobayashi et Maskawa ont eu cette idée et ont proposé une théorie qui détaille et paramètre la manière dont les quarks se mélangent entre eux pour former d’autres quarks, selon qu’ils sont libres ou en interaction. Et ce, quelles soient les forces auxquelles ils sont soumis.

Ce fut l’une des idées clefs pour bâtir une théorie unifiée des particules élémentaires, théorie aujourd’hui appelée Modèle standard. Sans cela, nous traînerions plusieurs théories indépendantes entre lesquelles il faudrait jongler selon le contexte expérimental.