Brout, Robert (1928-2011)

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Physicien des particules et professeur à l’Université libre de Bruxelles, né le 14 Juin 1928 à New York et décédé le 3 mai 2011 à Linkebeek.

Biographie

En 1953, Brout obtint son diplôme de docteur en physique à l'Université de Columbia. Durant son post doctorat, il travailla en tant qu’étudiant auprès de Prigogine. Grâce à cette expérience, il put rapidement commencer à travailler, d'abord à l'Université de Rochester, puis comme professeur à l'Université Cornell. Ce fut là qu'il rencontra en 1959, son nouvel assistant de recherche, le belge François Englert, alors plus jeune de quatre ans. Les deux hommes travaillèrent en étroite collaboration dans le domaine de la physique statistique. Lorsque, en 1961, Englert arriva à la fin de son mandat de chercheur associé, Brout démissionna et déménagea en Belgique avec son épouse Martine et ses enfants, à la suite d’Englert. Tout comme Englert, il put travailler à l’ Université libre de Bruxelles où Il obtint la chaire de physique théorique. L’autre carrière scientifique de Brout aura lieu ici puisqu'il ne retourna jamais en Amérique. Finalement, Brout devint aussi Belge.

Comme Englert, Brout s’intéressait particulièrement à l'origine de la masse des particules élémentaires. Les deux hommes concentrèrent leurs recherches sur l’interprétation de la masse des bosons W et Z . Selon Englert, ils furent inspirés par un document de 1960 du scientifique américano-japonais Yoichiro Nambu, à propos de la « brisure de symétrie », processus dans lequel une position symétrique se transforme d'un moment à l'autre en un état non-symétrique. Cette théorie pouvait également constituer un cadre important pour le modèle standard de la physique des particules. Le 31 Août 1964, Brout et Englert posèrent le postulat de l'existence d'une particule élémentaire spéciale dans un article dans le « Physical Review Letters ». Cette particule est la pièce du puzzle manquante dans le modèle standard de la physique des particules. C’est le porteur du champ énergétique hypothétique, qui, d'après la théorie, donne une masse aux particules élémentaires et est présent dans tout l'univers. Grâce à cette particule spéciale, toutes les autres particules acquièrent une masse. Il ne pouvait donc rien exister d’autre selon les deux hommes.

Quelques semaines après la publication du document, suivit, indépendamment de cette étude, une hypothèse similaire du scientifique américain Peter Higgs. Peu de temps après, des contributions furent encore publiées sur ce sujet par le groupe de Gerald Guralnik, Carl Hagen et Tom Kibble (qui renvoyèrent cependant aux études de Brout, Englert et Higgs). Bien que Brout et Englert furent les premiers à rapporter leur découverte, seul le nom de Higgs fut mis en avant dans les médias populaires. La particule spéciale de Brout et Englert est aujourd'hui largement connue comme le boson de Higgs (ou la particule de Dieu). Le champ énergétique théorique est plus communément connu sous le nom de champ de Higgs. Dans les milieux scientifiques, on parle toujours du boson de « Brout-Englert-Higgs » et « champ de Brout-Englert-Higgs », et parfois du boson Brout-Englert-Higgs-Guralnik-Hagen-Kibble.

Avec le Large Hadron Collider, le plus grand accélérateur de particules du monde, mis en service au CERN à Genève en 2008, on espérait observer et prouver l'existence de la particule BEH. Le modèle standard prédit qu’il y a, aux énergies que l'accélérateur de particules peut atteindre, un mécanisme qui empêche l'énergie de certaines particules d’atteindre l'infini. À cette fin, le modèle standard a le mécanisme de Higgs. Le LHC devra décider si ce mécanisme est réel ou si d'autres théories peuvent l’équivaloir. Le 13 Décembre 2011, le Centre européen pour la recherche nucléaire annonça que les résultats de mesure du LHC montraient l’existence d’une nouvelle particule dont la masse correspond à celle du boson de Higgs. Il s’agit très probablement de la particule recherchée.

En 2013, Englert et Higgs reçurent le Prix Nobel de physique alors que Brout était déjà décédé. Englert regretta que la reconnaissance de son compagnon soit arrivée trop tard. Brout remporta néanmoins de nombreux autres prix tels que le premier prix du Concours International dans le Gravity Contest décerné par l'essai Research Foundation Gravity "The Causal Universe" (1978), le prix de High energy and particle physics (avec Englert et Higgs) (1997) et le Prix Wolf en Physique (avec Englert et Higgs) en 2004.

En plus de ses recherches en physique des particules, Brout mena également des recherches dans de nombreux autres domaines, y compris en cosmologie. Dans ses recherches en mécanique statistique avec Prigogine, il parvint à une équation de transport par un développement systématique avec une perturbation en fonction de la constante de couplage. Ce fut le point de départ de développements fructueux avec l’aide de Radu Balescu et Pierre Résibois.

Bibliographie

Marage, Pierre,"La physique nucléaire et la physique des particules élémentaires", In:Histoire des Sciences en Belgique, 1815-2000 sous la direction de Robert Halleux, vol 2, Bruxelles, Dexia/La Renaissance du Livre, 2001, p.164-165. Grégoire Nicolis, "La thermodynamique, la science du non-linéaire et la mécanique statique" , in: Histoire des sciences en Belgique, 1815-2000 sous la dir. De Robert Halleux, t. 2, Bruxelles, Dexia/La Renaissance du Livre, 2001, 167.

• Foucart, Stéphane,,"Robert Brout", in: Le Monde, 14 mai 2011.
• .François Englert, François,"Robert Brout", in: Physics Today, aout 2011.