BOSONS

Ce sujet est traité dans les articles suivants :

1.  DÉCOUVERTE DES BOSONS W ET Z

Écrit par : Bernard PIRE

La découverte des bosons W et du boson Z en 1983 au collisionneur proton-antiproton du Cern confirme la théorie électrofaible de Sheldon Glashow, Steven Weinberg et Abdus Salam. Cette découverte a été rendu possible par la mise au point au Cern de Genève d'un intense faisceau d'antiprotons grâce à une technique originale inventée par Simon Van der… Lire la suite

2.  PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Bosons

Écrit par : Claude COHEN-TANNOUDJI, Jacques DUPONT-ROC, Gilbert GRYNBERG, Bernard PIRE

Particules au comportement grégaire, les bosons élémentaires sont les véhicules privilégiés des interactions fondamentales. Contrairement aux fermions, ils ont un moment angulaire intrinsèque (spin) nul ou multiple de la quantité h/2π. Le photon est l'archétype de cette famille. Photons, gluons et bosons faibles W et Z constituent la famille des… Lire la suite

3.  ANTIMATIÈRE

Écrit par : Bernard PIRE, Jean-Marc RICHARD

Dans le chapitre "Antimatière en laboratoire"  : … mettant en jeu des énergies jamais atteintes en laboratoire. Le but principal était de produire les *bosons intermédiaires des interactions faibles prédits dans la théorie de Glashow, Weinberg et Salam. En 1984, le succès de cette expérience a valu le prix Nobel de physique à S. Van der Meer, qui construisit la machine à stocker et refroidir les… Lire la suite

4.  ATOMIQUE PHYSIQUE

Écrit par : Philippe BOUYER, Georges LÉVI

Dans le chapitre "Les lasers à atomes"  : … comme « individualistes » alors que les bosons s'apparentent plutôt aux « moutons de Panurge ». Les* bosons ont ainsi tendance à s'accumuler dans l'état fondamental du système, c'est la condensation de Bose-Einstein. Ce phénomène, qui est certainement à l'origine de la superfluidité de l'hélium 4, fut clairement mis en évidence en 1995 dans un gaz… Lire la suite

5.  BOSE-EINSTEIN CONDENSATION DE

Écrit par : Elisabeth GIACOBINO

Dans le chapitre "Le principe de la condensation de Bose-Einstein"  : … et typique du monde quantique, elle ne peut se produire que pour un certain type de particules, les *bosons (terme provenant de leur inventeur, Bose). Toutes les particules formant l'Univers se classent en effet en deux catégories, les bosons et les fermions (cf. particules élémentaires). Ces deux familles diffèrent profondément par la… Lire la suite

6.  CHAMPS THÉORIE DES

Écrit par : Bernard PIRE

Dans le chapitre "Champs bosoniques et champs fermioniques"  : … Le photon est l'exemple type de champ quantique appelé *boson, du nom du physicien indien Satyendranath Bose (1894-1974), co-découvreur avec Albert Einstein des lois décrivant le comportement statistique d'ensemble de champs quantiques de moment angulaire intrinsèque multiple de h/2π. L'électron est quant à lui un fermion… Lire la suite

7.  FORMULATION DE LA THÉORIE ÉLECTROFAIBLE

Écrit par : Bernard PIRE

  *En 1967, Steven Weinberg et Abdus Salam parviennent de façon indépendante à unifier en une seule théorie l'électromagnétisme et l'interaction nucléaire faible. Dans une remarquable synthèse de nombreux travaux théoriques antérieurs (en particulier ceux de Sheldon Glashow), Weinberg et Salam proposent que ces deux forces… Lire la suite

8.  INTERACTIONS (physique) - Interaction électrofaible

Écrit par : Bernard PIRE

Dans le chapitre "La théorie électrofaible"  : … faibles, proposée en 1967 par Steven Weinberg et Abdus Salam, les décrit comme dues à l'échange de* « bosons intermédiaires » appelés W⁺, W^— et Z⁰ (fig.). Aux courants chargés du modèle de Fermi, cette théorie ajoute des « courants faibles neutres » aptes à créer une paire neutrino-antineutrino. En 1973, l'… Lire la suite

9.  JORDAN PASCUAL (1902-1980)

Écrit par : Viorel SERGIESCO

… *Physicien allemand né à Hanovre et mort à Hambourg. Professeur aux universités de Rostock, de Berlin, de Hambourg, théoricien possédant un grand pouvoir d'abstraction et de synthèse, Pascual Jordan s'est intéressé presque exclusivement aux problèmes généraux de la physique, de la géophysique, de la cosmologie, de la biologie et de la philosophie… Lire la suite

10.  MASSE (notions de base)

Écrit par : Bernard PIRE

Dans le chapitre "La masse des particules élémentaires"  : … m = 938,272 MeV pour le proton, m = 939,565 MeV pour le neutron). L'observation des *bosons W et Z, médiateurs de l'interaction électrofaible, a amené à considérer sérieusement l'hypothèse que leur masse (et peut-être toutes les masses des particules) soit le fruit d'un phénomène particulier, inventé en 1963 par le physicien écossais… Lire la suite

11.  MASSE, physique

Écrit par : Jean-Marc LÉVY-LEBLOND, Bernard PIRE

Dans le chapitre "Masse et interactions"  : … que les particules élémentaires se partagent en deux classes aux propriétés très distinctes : les *bosons et les fermions. Les bosons ont un spin entier, c'est-à-dire multiple de la quantité fondamentale h/2π où h est la constante de Planck, tandis que le spin des fermions est égal à la moitié de cette valeur. Le boson le mieux… Lire la suite

12.  MATIÈRE (physique) - États de la matière

Écrit par : Vincent FLEURY

Dans le chapitre "Un état encore moins classique, le superfluide quantique"  : … petits, de tailles atomiques ou subatomiques. Il se trouve que certains objets quantiques, les *bosons, obéissent à un type de statistique, appelé statistique de Bose-Einstein, qui leur permet d'occuper « à plusieurs » le même état quantique. Dans cette circonstance, on peut placer une quantité macroscopique de matière dans un état quantique… Lire la suite

13.  ONDES, physique

Écrit par : Mikhael BALABANE, Françoise BALIBAR

Dans le chapitre "La dualité onde-corpuscule"  : … dichotomie, purement quantique cette fois-ci, qui partage les quantons en deux catégories : les* bosons et les fermions. Cette distinction repose sur la différence de comportement statistique des uns et des autres, lorsqu'ils sont en grand nombre. Alors que certains quantons, les bosons, ont « tendance » à se regrouper, les autres, les fermions… Lire la suite

14.  PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux

Écrit par : Maurice JACOB, Bernard PIRE

Dans le chapitre "La famille des bosons"  : … Ces quanta des champs de forces, répertoriés au niveau des quarks et des leptons, sont des *bosons. La fonction d'onde décrivant des particules identiques est maintenant symétrique (ne change pas de signe) par échange de deux quelconques des particules. Il s'ensuit qu'un système de bosons peut se rassembler dans le même état où l'… Lire la suite

15.  PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions

Écrit par : Jean-Eudes AUGUSTIN, Michel PATY, Bernard PIRE

Dans le chapitre "La théorie électrofaible unifiée et les courants neutres"  : … première fois en 1973 à l'aide de neutrinos de grande énergie, correspondent à la propagation d'un *boson intermédiaire neutre Z⁰, les bosons intermédiaires chargés étant notés W^±. Les particules W^± et Z⁰ ont été observées en 1983, et leurs masses ont pu être mesurées : elles sont de l'ordre de 80 fois la… Lire la suite

16.  PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Hadrons

Écrit par : Bernard PIRE

…  et de gluons. On distingue deux classes de hadrons. D'une part, celle des mésons, qui sont des *bosons, car ils ont un moment angulaire intrinsèque – ou spin – nul ou « entier » (plus précisément, ce spin est multiple de h/2π où h est la constante de Planck ; il est entier dans un système d'unités qui met cette valeur h/2π égale à 1). Leur… Lire la suite

17.  QUANTIQUE PHYSIQUE

Écrit par : Claude de CALAN

Dans le chapitre "Les systèmes de particules identiques"  : … est appelée statistique de Bose-Einstein, et les particules de spin entier sont appelées des *bosons ; – dans le second cas, il faut prendre des états complètement antisymétriques par rapport aux échanges de particules (un facteur — 1 pour chaque échange de deux particules). La statistique correspondante est appelée statistique de… Lire la suite

18.  RELATIVITÉ - Relativité générale

Écrit par : Thibault DAMOUR, Stanley DESER

Dans le chapitre "Relativité générale, théorie quantique et unification"  : … Zumino, la supersymétrie, c'est-à-dire une sorte de rotation globale transformant les *bosons en fermions et réciproquement, permit de concevoir une unification plus profonde entre champs bosoniques (interactions) et champs fermioniques (matière). Assez rapidement, la supersymétrie globale fut généralisée à une supersymétrie locale, ce… Lire la suite

19.  RUBBIA CARLO (1934- )

Écrit par : Robert KLAPISCH

…  d'un triplet de particules de champ comme médiateurs de l'interaction faible et prévoyait pour ces *bosons (W⁺, W^– et Z⁰) des masses très élevées, soit environ quatre-vingt-dix fois la masse du proton. Rubbia (avec deux collègues américains David Cline et Peter Mc Intyre) propose, en 1976, de transformer la machine… Lire la suite

20.  SALAM ABDUS (1926-1996)

Écrit par : Bernard PIRE

…  faible sont issues d'une même interaction, dite électrofaible, dont le vecteur est un triplet de *bosons massifs (notés W⁺, W^— et Z⁰) et le photon. Quelques années plus tard, des expériences menées au Cern (Laboratoire européen de physique des particules) de Genève apportèrent les premières confirmations du modèle… Lire la suite

21.  SPIN

Écrit par : Jean-Marc LÉVY-LEBLOND

Dans le chapitre "La connexion spin-statistique"  : …  », c'est-à-dire invariants par toute permutation. Les quantons correspondants sont appelés *bosons, car ils obéissent, en physique statistique, à la statistique de Bose-Einstein, qui conduit à des comportements « grégaristes ». D'autre part, il y a les systèmes dont les états sont « totalement antisymétriques », c'est-à-dire qu'ils… Lire la suite

22.  STATISTIQUE MÉCANIQUE

Écrit par : Berni J. ALDER, Bernard JANCOVICI

Dans le chapitre "Statistique de Bose-Einstein"  : … On suppose encore que les interactions sont négligeables. Si les particules sont des *bosons (c'est-à-dire des particules à spin entier ou nul) identiques, il peut maintenant y avoir un nombre quelconque de particules dans chacun des états quantiques α. On montre que le nombre moyen de particules dans l'état α est maintenant : Pour des… Lire la suite

23.  SUPERFLUIDITÉ

Écrit par : Sébastien BALIBAR

Dans le chapitre "Condensation de Bose-Einstein, superfluidité, modèle à deux fluides"  : … qui en régit le comportement. L'important ici est qu'à température nulle, dans un gaz de *bosons identiques toutes les particules occupent l'état d'énergie la plus basse, et ont ainsi la même vitesse. En fait, dès que la longueur d'onde de Broglie qui caractérise l'agitation thermique est inférieure à la distance entre particules, au-… Lire la suite

24.  SYMÉTRIES, physique

Écrit par : Bernard PIRE

Dans le chapitre " Transformations continues et lois de conservation"  : … des spins égaux à 1/2 (ce sont les « fermions » comme les quarks, électrons, neutrinos...) ou à *1 (ce sont les bosons comme les photons ou les gluons) en unité égale à la constante de Planck h divisée par 2π ; le graviton, s'il existe, aurait un spin 2 et le boson de Higgs un spin nul. On associe en outre la distinction entre… Lire la suite

25.  WEINBERG STEVEN (1933- )

Écrit par : Bernard PIRE

…  dont la symétrie de jauge est spontanément brisée et dont le vecteur est un triplet de *bosons massifs (notés W^+, W^— et Z⁰) et le photon. Quelques années plus tard, des expériences au Cern de Genève apportaient les premières confirmations du modèle de Weinberg-Salam, par la découverte de la nouvelle facette des… Lire la suite