Les modèles et théories qui synthétisent notre compréhension actuelle de la matière et de ses constituants élémentaires – molécules, atomes, particules – ont été confrontés à une multitude d'observations expérimentales. Pour réaliser ces expériences, c'est-à-dire observer l'infiniment petit, on utilise des sondes appropriées capables de pénétrer la matière et d'interagir avec sa structure ultime ; ces sondes sont appelées des accélérateurs, et quoi de plus logique que de bombarder la matière avec les objets les plus petits qui soient : des particules ?
Les premières expériences suivirent la découverte de la radioactivité naturelle, qui permit de disposer de sources de particules de faible vitesse : particules α ou noyaux d'hélium (rayonnement α) et électrons (rayonnement β). La physique nucléaire expérimentale démarra avec l'étude des effets de ces rayonnements sur les noyaux atomiques. Très vite, on éprouva le besoin de changer les paramètres des expériences, donc de disposer de faisceaux plus intenses, mieux focalisés, et surtout réglables en énergie. L'unité élémentaire de mesure pour […]
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PARTICULES ÉLÉMENTAIRES
Auteur :
Étienne KLEIN
Par définition, une particule est un objet matériel très petit, qu'on a spontanément tendance à considérer comme l'avatar moderne du concept d'atome, tel que l'envisageaient au ve siècle avant J.-C. les premiers atomistes grecs, Leucippe et Démocrite notamment. Pourtant, une particule n'est pas un « corpuscule », au sens où ell…
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PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux
Auteurs :
Maurice JACOB, Bernard PIRE
Les physiciens poursuivent l'étude de la structure de la matière dans le but de trouver plus d'unité et de simplicité dans un monde qui nous frappe par sa diversité et son apparente complexité. N'est-il pas remarquable de pouvoir ramener la variété quasi infinie des objets qui nous entourent aux multiples constructions de quelques constituants fon…
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PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Détecteurs de particules
Auteurs :
Pierre BAREYRE, Jean-Pierre BATON, Georges CHARPAK, Monique NEVEU, Bernard PIRE
L'histoire de la physique subatomique est intimement liée à l'évolution des détecteurs de particules. Ces appareils furent souvent inventés pour répondre à des exigences précises de la physique. Ils furent aussi, parfois, le fruit des retombées du progrès de la technologie. Les deux classes de phénomènes qu'ils permettent d'étudier sont les intera…
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PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Bosons
Auteurs :
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 b…
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PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions
Auteurs :
Jean-Eudes AUGUSTIN, Michel PATY, Bernard PIRE
Un fermion (ainsi nommé d'après Enrico Fermi, physicien italien qui a élaboré la théorie du comportement collectif de telles particules) est une particule, élémentaire ou composite, de moment angulaire intrinsèque (ou spin) multiple impair de h/4đ, où h est la constante de Planck. Les ensembles de telles particules obéissent à la…
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Bibliographie
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Accelerator School Advanced Accelerator Physics, Proceedings 87-10, Aarhus, sept. 1986
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M. Month & M. Dienes, Physics of Particle Accelerators, 2 vol., American Institute of Physics, New York, 1987
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K. Ziegler & B. Martin, Cyclotrons and their Applications, World Scientific Publ., River Edge (N. J.), 1991
R. Zitoun, Introduction à la physique des particules, Dunod, Paris 2004
H. Winick & S. Donlach, Synchrotron Radiation Research, Plenum Press, New York-Londres, 1980.
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