CHROMODYNAMIQUE QUANTIQUE

Construite sur le modèle de l'électrodynamique, la théorie de la chromodynamique quantique explique l'interaction nucléaire forte responsable de la cohésion des noyaux atomiques. Fondée sur un principe abstrait de symétrie, dite de jauge, elle repose sur l'existence d'une charge dite de « couleur » portée par les quarks présents dans les protons et les neutrons. Des gluons de masse nulle, porteurs eux aussi d'une charge de « couleur », sont les messagers de cette interaction élémentaire. De multiples travaux théoriques sont à l'origine de cette théorie dont de nombreuses conséquences ont été vérifiées expérimentalement.

Bernard PIRE

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1. Histoire des sciences »
2. Histoire de la physique

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Autres références

« CHROMODYNAMIQUE QUANTIQUE » est également traité dans :

CHAMPS THÉORIE DES: Écrit par : Bernard PIRE
Dans le chapitre " Unification des interactions" : … 1989 ont permis de vérifier les prédictions de cette théorie avec une précision satisfaisante. La *chromodynamique, théorie des interactions fortes dont les champs fondamentaux sont les triplets de quarks et un octet de gluons est construite sur le même principe, l'invariance de jauge étant cette fois fondée sur le groupe SU(3). Une de… Lire la suite
EXISTENCE DU GLUON: Écrit par : Bernard PIRE
*Les chercheurs du centre Desy à Hambourg (Allemagne) mettent en évidence, en 1979, l'existence du gluon. Par une analyse précise de la topologie des trajectoires de particules créées dans l'annihilation d'un électron et d'un positon à haute énergie, les physiciens ont montré, cette année-là, que dans quelque 10 p. 100… Lire la suite
GELL-MANN MURRAY (1929- ): Écrit par : Viorel SERGIESCO
… *Physicien théoricien américain, né à New York le 15 septembre 1929. Nommé en 1952 professeur assistant à l'université de Chicago, Gell-Mann rejoint en 1955 le California Institute of Technology (Caltech) à Pasadena. Il y est nommé professeur de physique théorique en 1967. Lauréat du prix Nobel de physique en 1969, Gell-Mann est à l'origine des… Lire la suite
GLUONS: Écrit par : Bernard PIRE
/2π, où h est la constante de Planck, est l'équivalent du photon dans la théorie de la *chromodynamique quantique. Il porte une charge dite « de couleur » qui peut prendre huit valeurs différentes. Présent dans tous les hadrons, le gluon joue un rôle de ciment nucléaire qui explique son nom. Il ne peut se propager de façon isolée sur… Lire la suite
GROSS DAVID (1941- ): Écrit par : Bernard PIRE
… pendant 27 ans et encadre la thèse de brillants étudiants comme Frank Wilczek et Edward Witten. Des *travaux remarquables l'amènent à démontrer avec Wilczek la propriété fondamentale de liberté asymptotique de la chromodynamique quantique, propriété qui permet de comprendre les forces nucléaires en termes d'interactions entre des quarks et des… Lire la suite
INTERACTIONS (physique) - Interaction nucléaire forte: Écrit par : Bernard PIRE
Dans le chapitre "La chromodynamique quantique" : … 1967-1972 permettent d'accéder à la compréhension moderne de l'interaction nucléaire forte. Dans* le cadre de la chromodynamique, théorie quantique des champs construite à partir du modèle qu'est l'électrodynamique quantique, l'interaction nucléaire forte est la manifestation de quelques processus élémentaires mettant en jeu les quarks et les… Lire la suite
INTERACTIONS (physique) - Unification des forces: Écrit par : Bernard PIRE
Dans le chapitre "Les théories de jauge " : … invariance. Cependant leurs intensités ne sont pas définies par une unique constante de couplage. La* chromodynamique quantique est née au début des années 1970 de l'effort pour appliquer les théories de jauge aux interactions fortes des constituants élémentaires de la matière : les quarks et les gluons. Elle obéit au même cadre théorique qui décrit… Lire la suite
NEUTRON: Écrit par : Bernard SILVESTRE-BRAC
Dans le chapitre "Une particule composite" : … La théorie moderne de l'interaction forte est appelée *chromodynamique quantique (QCD). Toute particule complexe est un assemblage d'éléments fondamentaux, les quarks et les gluons. La QCD prédit que les quarks maintiennent leur cohésion en échangeant sans arrêt des gluons. Ces éléments fondamentaux possèdent une couleur, degré de liberté spécifique… Lire la suite
NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Les principes physiques: Écrit par : Bernard PIRE
Dans le chapitre "Physique hadronique" : … description et tentent d'élucider les mécanismes du « confinement de la couleur » proposé par la *chromodynamique quantique, théorie des interactions fortes qui attache aux quarks et aux gluons une charge dite de couleur. Ces expériences privilégient les réactions où de grands transferts d'énergie donnent accès à la structure à courte distance… Lire la suite
NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Faisceaux d'ions lourds: Écrit par : Marc LEFORT, Bernard PIRE
Dans le chapitre " Les faisceaux d'ions ultrarelativistes" : … était en fait dominée par les interactions entre quarks et gluons, champs élémentaires de la *chromodynamique quantique, il est apparu évident que l'étude des noyaux ne serait pas complète tant qu'on la limiterait à des échanges d'énergie de l'ordre de la dizaine de MeV. En effet, une réaction avec un proton d'énergie de l'ordre du GeV ne… Lire la suite
PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux: Écrit par : Maurice JACOB, Bernard PIRE
Dans le chapitre "Les interactions fondamentales" : … qui regroupe l'électrodynamique quantique et l'interaction faible. C'est aussi le cas de la *chromodynamique quantique qui décrit l'interaction forte au niveau des quarks et des gluons. Ces théories sont plus complexes et généralisent l'électrodynamique quantique qui s'y trouve incluse. Cette dernière, qui décrit les interactions… Lire la suite
PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions: Écrit par : Jean-Eudes AUGUSTIN, Michel PATY, Bernard PIRE
Dans le chapitre "La chromodynamique quantique" : … puisqu'elle a permis d'écrire diverses théories physiquement réalisables. La théorie de la *chromodynamique quantique groupe ainsi en triplets les quarks, chaque quark apparaissant sous trois « couleurs » possibles : rouge, vert ou bleu. Les bosons de jauge résultant du principe d'invariance sont alors huit gluons, capables de changer la… Lire la suite
PHYSIQUE - Physique et informatique: Écrit par : Claude ROIESNEL
Dans le chapitre "Physique subatomique" : … de la physique qui consomme la plus grande puissance de calcul est probablement la simulation de la *chromodynamique quantique. Cette théorie est censée décrire comment les quarks et les gluons se lient pour former les particules qui interagissent fortement et qu'on observe dans les accélérateurs. Pour modéliser la chromodynamique quantique sur… Lire la suite
PLASMA DE QUARKS ET DE GLUONS: Écrit par : Bernard PIRE
Dans le chapitre "LA CHROMODYNAMIQUE QUANTIQUE ET LES PHASES DE LA MATIÈRE ÉLÉMENTAIRE" : … La *chromodynamique quantique décrit les forces nucléaires responsables de la cohésion des noyaux atomiques comme dues aux interactions entre quarks, antiquarks et gluons. Proposée au début des années 1970, cette théorie rend compte de nombreuses observations et mesures expérimentales et est maintenant considérée comme une pièce essentielle du… Lire la suite
POLITZER DAVID HUGH (1949- ): Écrit par : Bernard PIRE
… Harvard où il soutient sa thèse de doctorat en 1974 sous la direction de Sydney Coleman. En *juillet 1974, son article « La liberté asymptotique : une approche des interactions fortes » démontre la propriété fondamentale d'une classe de théories quantiques des champs : à de très courtes distances, l'intensité des forces décroît pour des… Lire la suite
PROTON: Écrit par : Nicole d' HOSE
Dans le chapitre " Mise en évidence de la structure en quarks et confinement" : … des hadrons. Pour comprendre ce fait, il faut avoir recours à une nouvelle théorie quantique, la *chromodynamique. De même que les particules doivent être chargées électriquement pour interagir par l'interaction électromagnétique, les quarks portent une charge dite de couleur, pouvant prendre trois valeurs élémentaires (rouge, bleu, jaune par… Lire la suite
SPIN DU PROTON: Écrit par : Bernard PIRE
Dans le chapitre "Quarks et gluons, particules élémentaires du noyau atomique" : … lors avoir compris comment ces champs élémentaires interagissent selon les lois simples de la *chromodynamique, une théorie quantique dont les prémisses peuvent se résumer ainsi : – l es quarks portent une charge, dite de couleur, pouvant prendre trois valeurs élémentaires (bleu, vert et rouge, par exemple) ; le terme de couleur a été choisi… Lire la suite
SYMÉTRIES, physique: Écrit par : Bernard PIRE
Dans le chapitre " Les symétries de jauge" : … sont pas de simples nombres mais des objets issus de la théorie mathématique des matrices. Ainsi, *la théorie de la chromodynamique quantique, qui décrit de façon satisfaisante un certain nombre des propriétés des interactions nucléaires fortes, attribue aux quarks une charge dite de couleur, qui peut prendre trois valeurs distinctes, appelées… Lire la suite
WILCZEK FRANK (1951- ): Écrit par : Bernard PIRE
… des théories de jauge – ces généralisations de la théorique quantique du champ électromagnétique. *Ce travail de thèse, soutenue en 1974, est l'occasion d'un résultat fondamental : la démonstration que la chromodynamique quantique – théorie des quarks interagissant par l'échange de gluons – possède la propriété de liberté asymptotique, c'est-à-… Lire la suite

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Voir aussi

COULEUR physique des particules • HISTOIRE DE LA PHYSIQUE • HISTOIRE DES SCIENCES XXe s. • INTERACTION NUCLÉAIRE FORTE • INTERACTIONS FONDAMENTALES • PHYSIQUE DES PARTICULES • QUARKS

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