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Quark

Quark
Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Description[modifier | modifier le code] La théorie des quarks a été formulée par le physicien Murray Gell-Mann, qui s'est vu attribuer le prix Nobel de physique en 1969. Le terme "quark" provient d'une phrase du roman Finnegans Wake de James Joyce : « Three Quarks for Muster Mark ! » Propriétés[modifier | modifier le code] Parenthèse historique[modifier | modifier le code] Originellement, les noms des quarks b (bottom, « tout en bas ») et t (top, « tout en haut »), ont été choisis par analogie avec ceux des quarks u (up, « vers le haut ») et d (down, « vers le bas »). Couleur[modifier | modifier le code] Les quarks possèdent également un autre nombre quantique que l'on a nommé charge de couleur. La couleur ici est une analogie qui rend compte du fait que l'on n'observe jamais de quark seul. Cette interaction « de couleur » est de type tripolaire, alors que l'interaction électromagnétique est dipolaire (+ et -). Notes[modifier | modifier le code] Related:  PHYSIQUEtrace interface ciel terre

Photon Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Le photon est la particule associée aux ondes électromagnétiques, des ondes radio aux rayons gamma en passant par la lumière visible. L'idée d'une quantification de l'énergie transportée par la lumière a été développée par Albert Einstein en 1905, à partir de l'étude du rayonnement du corps noir par Max Planck, pour expliquer des observations expérimentales qui ne pouvaient être comprises dans le cadre d’un modèle ondulatoire classique de la lumière, mais aussi par souci de cohérence théorique entre la physique statistique et la physique ondulatoire[4]. L'émergence de la mécanique quantique fera de ce quanta d'énergie une particule à part entière. Les photons sont des « paquets » d’énergie élémentaires, ou quanta de rayonnement électromagnétique, qui sont échangés lors de l’absorption ou de l’émission de lumière par la matière. Enfin, en physique des particules, le photon est la particule médiatrice de l’interaction électromagnétique.

Fermion Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Les fermions se regroupent en deux familles : les leptons, qui ne sont pas soumis à l'interaction forte ;les quarks, qui sont soumis à toutes les interactions de la nature. Les autres fermions sont tous composés. Les leptons[modifier | modifier le code] Dans la famille des leptons, on connaît : l'électron : cette particule stable est de masse 1836 fois moindre que celle du proton, et de charge négative -e ;le muon : cette particule instable a la même charge que l'électron et est 210 fois plus massive que ce dernier. Les quarks[modifier | modifier le code] Article détaillé : Quark. On compte six représentants de la famille des quarks : le quark down (d), le quark up (u), le quark strange (s) et trois autres, produits en laboratoire. Le principe d'exclusion de Pauli[modifier | modifier le code] Propriétés des fermions[modifier | modifier le code] Enfin, si les bosons peuvent être vecteurs d'interactions, ce n'est jamais le cas pour les fermions.

Hadron Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Les particules constituant un hadron sont appelées de manière générique partons. Les quarks (ou antiquarks) présents dans le hadron tout le long de son existence sont appelés quarks de valence, à l'opposé des particules (paires quark-antiquark et gluons) qui apparaissent et disparaissent en permanence dans le hadron, du fait de la mécanique quantique, et qui sont appelées particules virtuelles. Les gluons sont les vecteurs de l'interaction forte qui maintient les quarks ensemble. Hadrons communs[modifier | modifier le code] Les hadrons communs sont classés selon leurs constituants en différentes sous-familles : Mésons : hadrons bosoniques (voir boson), formés par des configurations de paires quark/antiquark.Baryons : hadrons fermioniques (voir fermion), formés de trois quarks. Hadrons exotiques[modifier | modifier le code] Les baryons exotiques sont théoriquement formés d'un nombre impair de quarks et d'antiquarks. Portail de la physique

Particule élémentaire Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Le modèle standard[modifier | modifier le code] Particules élémentaires du modèle standard[modifier | modifier le code] Fermions[modifier | modifier le code] Leptons[modifier | modifier le code] Parmi les douze fermions du modèle standard, six ne sont pas soumis à l'interaction forte et ne connaissent que l'interaction faible et l'interaction électromagnétique : ce sont les leptons. Quarks[modifier | modifier le code] Parmi les douze fermions du modèle standard, six seulement connaissent l'interaction forte au même titre que l'interaction faible et l'interaction électromagnétique : ce sont les quarks. L'interaction forte est responsable du confinement des quarks, à cause duquel il est impossible d'observer une particule élémentaire ou composée dont la charge de couleur résultante n'est pas « blanche ». rouge + vert + bleu = blancrouge + antirouge = blancvert + antivert = blancbleu + antibleu = blanc Bosons[modifier | modifier le code]

Boson Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Photons émis dans le faisceau cohérent d'un laser. Le fait qu'une particule soit un boson ou un fermion a d'importantes conséquences sur les propriétés statistiques observables en présence d'un grand nombre de particules : les fermions sont des particules qui obéissent à la statistique de Fermi-Dirac alors que les bosons obéissent à la statistique de Bose-Einstein. Dans le cas des bosons, cette statistique implique une transition de phase à basse température, responsable notamment de la superfluidité de l'hélium ou de la supraconductivité de certains matériaux. Historique[modifier | modifier le code] Le terme de boson provient du nom du physicien indien Satyendranath Bose et aurait été utilisé pour la première fois par Paul Dirac[1]. Pour illustrer ce que l'on entend par dégénérescence d'échange, supposons donné un ensemble complet d'observables qui commutent (ECOC) pour une particule et notons Bosons composites[modifier | modifier le code]

Monopôle magnétique Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Pour les articles homonymes, voir monopôle. Un monopôle magnétique est une particule hypothétique qui porterait une charge magnétique ponctuelle, au contraire des aimants habituels qui possèdent deux pôles magnétiques opposés. Leur existence est exclue par l'électromagnétisme classique et la relativité mais en 1931 Paul Dirac en a démontré l'existence théorique dans le cadre de la physique quantique. Si une particule élémentaire disposant d'un monopôle magnétique était observée, les conséquences seraient importantes au niveau des théories d'unification des lois fondamentales de la physique car ces dernières s'opposent sur ce point. Point de vue des équations de Maxwell[modifier | modifier le code] L'existence de monopôles magnétiques impliquerait donc également l'existence de courants magnétiques qui fourniraient également une source au champ électrique d'une nature différente des sources usuelles (charge localisée ou induction). et

Gluon Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Le gluon est le boson responsable de l'interaction forte. Les gluons confinent les quarks ensemble en les liant très fortement. Ils permettent ainsi l'existence des protons et des neutrons, ainsi que des autres hadrons et donc de l'univers que nous connaissons. Caractéristiques de charge et masse des gluons[modifier | modifier le code] Leur masse est probablement nulle (quoiqu'il n'est pas exclu qu'ils puissent avoir une masse de quelques MeV)Leur charge électrique est nulleIls ne possèdent qu'un spin 1.Chaque gluon porte une charge de couleur (rouge, vert ou bleu, comme les quarks) et une anti-charge de couleur (comme les anti-quarks). Dans la théorie de la chromodynamique quantique (quantum chromodynamics, ou QCD), qui est utilisée aujourd'hui pour décrire l'interaction forte, les gluons sont échangés lorsque des particules possédant une charge de couleur interagissent. Pourquoi n'y a-t-il que 8 gluons au lieu de 9 ? . Portail de la physique

Neutrino Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. L’existence du neutrino a été postulée pour la première fois en 1930 par Wolfgang Pauli pour expliquer le spectre continu de la désintégration bêta ainsi que l’apparente non-conservation du moment cinétique, et sa première confirmation expérimentale remonte à 1956. Parce que la découverte de ces particules est récente et parce qu'elles interagissent faiblement avec la matière, au début du XXIème siècle de nombreuses expériences sont consacrées à connaître leurs propriétés exactes. Histoire[modifier | modifier le code] En 1930, la communauté des physiciens est confrontée à une énigme : la désintégration ne semble pas respecter les lois de conservation de l'énergie, de la quantité de mouvement et du spin. Le neutrino (en fait l’antineutrino électronique, ) est à son tour découvert, à Brookhaven. ) est découvert en 2000 dans l’expérience DONUT[1]. Caractéristiques physiques[modifier | modifier le code] Les antineutrinos[modifier | modifier le code] .

Muon Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Tout comme pour le cas des électrons, il existe un neutrino muonique qui est associé au muon. Les neutrinos muoniques sont notés par νμ. Les muons positifs peuvent former une particule appelée le muonium, ou μ+e–. Histoire[modifier | modifier le code] Les muons furent découverts par Carl David Anderson et son assistant Seth Neddermeyer, au Caltech, en 1936, alors qu'ils travaillaient sur les rayons cosmiques. C'est pour cela qu'Anderson nomma d'abord cette particule mesotron, dont le préfixe meso- venant du grec signifie "intermédiaire". Cependant on découvrit bientôt que le mu meson différait de manière significative des autres mésons; par exemple ses produits de désintégration comprenaient un neutrino et un antineutrino, en lieu et place de l'un ou de l'autre, comme on l'observait pour les autres mésons, ceux-ci étant des hadrons, particules formées de quarks et donc sujettes à des interactions fortes.

Spin (propriété quantique) Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Le spin est, en physique quantique, une des propriétés des particules, au même titre que la masse ou la charge électrique. Comme d'autres observables quantiques, sa mesure donne des valeurs discrètes et est soumise au principe d'incertitude. C'est la seule observable quantique qui ne présente pas d'équivalent classique, contrairement, par exemple, à la position, l'impulsion ou l'énergie d'une particule. Historique[modifier | modifier le code] La genèse du concept de spin fut l'une des plus difficiles de l'histoire de la physique quantique au début du XXe siècle[1]. Le spin a d'abord été interprété comme un degré de liberté supplémentaire, s'ajoutant aux trois degrés de liberté de translation de l'électron : son moment cinétique intrinsèque (ou propre). Enfin, c'est en théorie quantique des champs que le spin montre son caractère le plus fondamental. Le spin du photon a été mis en évidence expérimentalement par Râman et Bhagavantam en 1931[6].

Spin Spin is the amount of rotation an object has, taking into account its mass and shape. This is also known as an object’s angular momentum. All objects have some amount of angular momentum. A spinning coin has a little angular momentum; the moon orbiting the earth has a lot. Particles, as far as we know, are infinitesimal points of zero size. The angular momentum, or spin, of a single particle is restricted in strange ways. Though particle spins are tiny, they have an impact on our everyday world. It is a fortunate accident of biology that humans have as many eyes as photons have spin states.

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