PHYSIQUE DES PARTICULES

Ce sujet est traité dans les articles suivants :

1.  ALVAREZ LUIS WALTER (1911-1988)

Écrit par : Alain GRIMAUD

…  participe aux travaux du laboratoire de Los Alamos et suggère le système d'allumage de la bombe A. *Après la guerre, il contribue à la réalisation du premier accélérateur linéaire à protons ainsi qu'au développement de la chambre à bulles à hydrogène liquide. Ces travaux ont conduit à la mise au point de la technique de détection des neutrinos et à… Lire la suite

2.  ANDERSON CARL DAVID (1905-1991)

Écrit par : Bernard PIRE

… *Carl David Anderson naquit à New York de parents suédois le 3 septembre 1905. Après des études au California Institute of Technology de Pasadena (Calif.), il y fit toute sa carrière, jusqu'à sa retraite en 1978. Dans sa thèse de doctorat soutenue en 1930, sous la direction de Robert Millikan – célèbre pour la mesure de la constante de Planck et la… Lire la suite

3.  ANTIMATIÈRE

Écrit par : Bernard PIRE, Jean-Marc RICHARD

Dans le chapitre "Antimatière en laboratoire"  : … énergie cinétique. Ce sont les positons créés par ce processus qui ont été observés par Anderson. *C'est seulement en 1955 que Owen Chamberlain, Emilio Segrè et leurs collaborateurs ont pu, grâce au grand accélérateur de Berkeley, en Californie, le Bevatron, mettre en évidence l'antiproton. En effet, pour produire une antiparticule dans un milieu… Lire la suite

4.  ANTIPROTON (DÉCOUVERTE DE L')

Écrit par : Bernard PIRE

… *Depuis la découverte, en 1932, par Carl David Anderson, Prix Nobel de physique 1936, des antiélectrons, ou positons, dans les rayons cosmiques, la théorie de l'antimatière due au physicien britannique Paul Dirac (Prix Nobel de physique en 1933) était bien établie. Créer des antiparticules nécessite des projectiles d'énergie suffisante pour être… Lire la suite

5.  ASTROPARTICULES

Écrit par : Pierre BAREYRE

*Le concept d'astroparticules exprime le lien de plus en plus étroit qui s'est établi entre physique des particules, astrophysique et cosmologie : dans la première moitié du xx^e siècle, l'observation des rayons cosmiques conduit à la mise en évidence du positon, du muon et des cascades… Lire la suite

6.  BARYONS

Écrit par : Bernard PIRE

… *Famille de particules sensibles à l'interaction forte et de moment angulaire intrinsèque (spin) multiple impair de h/4π (h = constante de Planck). On a longtemps considéré les baryons comme des particules élémentaires mais on comprend maintenant qu'ils sont des assemblages de quarks, d'antiquarks et de gluons. Leur contenu en… Lire la suite

7.  BIG BANG

Écrit par : Marc LACHIÈZE-REY

Dans le chapitre "Accélération de l'expansion de l'Univers"  : … présence. Les calculs effectués dans le cadre du big bang donnent effectivement les bonnes valeurs. *En outre, cette confrontation entre calculs et observations avait permis de prédire un résultat important de physique des particules : il existe au plus quatre familles de particules (alors que ce nombre pouvait atteindre la centaine selon la… Lire la suite

8.  C.E.R.N.

Écrit par : Harald H. BUNGARTEN, Bernard PIRE

… *Le Cern (Laboratoire européen pour la physique des particules ; le sigle provient à l'origine du Conseil européen pour la recherche nucléaire), organisme international, s'attache, depuis 1954, à l'étude des particules fondamentales subnucléaires et des forces qui les unissent, en excluant toute activité à des fins militaires. Son internationalité… Lire la suite

9.  CHAMBERLAIN OWEN (1920-2006)

Écrit par : Bernard PIRE

…  Chamberlain enseigne à l'université de Californie à Berkeley, où il sera nommé professeur en 1958.* Il y mène des expériences fondamentales sur les collisions d'un faisceau de protons de très haute énergie sur des noyaux atomiques. L'étude de ces réactions est rendue possible par les nouveaux accélérateurs de particules. Les cyclotrons développés… Lire la suite

10.  CHARPAK GEORGES (1924-2010)

Écrit par : Pierre DARRIULAT

… *Physicien français, né le 1^er août 1924 à Dabrovica (Pologne), lauréat du prix Nobel de physique 1992 pour ses travaux sur les détecteurs de particules élémentaires, notamment de la chambre proportionnelle multifils. La famille Charpak émigre à Paris en 1932. Ingénieur de l'École des mines de Paris en 1948, Georges Charpak est engagé au… Lire la suite

11.  CHROMODYNAMIQUE QUANTIQUE

Écrit par : Bernard PIRE

  *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… Lire la suite

12.  COMPTON EFFET

Écrit par : Michel BAUBILLIER, Bernard PIRE

Dans le chapitre "Diffusion Compton et structure du proton"  : … La* diffusion élastique des photons par les nucléons (proton ou neutron), qui est un processus différent de l'effet Compton original, porte néanmoins le nom de diffusion Compton. L'intérêt de cette réaction vient du fait qu'on comprend bien la propagation des photons et leur interaction avec des particules élémentaires électriquement chargées. Cette… Lire la suite

13.  COSMOLOGIE

Écrit par : Marc LACHIÈZE-REY

Dans le chapitre "L'Univers très primordial"  : … microseconde de l'histoire de l'Univers est sans doute riche en événements, mais tout dépend de la *théorie qui est adoptée pour décrire les interactions entre particules à très hautes densité et énergie. Il n'existe pas de telle théorie en laquelle nous puissions avoir vraiment confiance mais seulement des projets de théorie. Les physiciens s'… Lire la suite

14.  COWAN CLYDE L. Jr. (1919-1974)

Écrit par : Georges KAYAS

…  de l'université George Washington de Saint Louis, où il soutient sa thèse de doctorat en 1949. *Par la suite, il fait partie de l'équipe de Los Alamos dans laquelle, avec F. Reines, il constitue un groupe pour la détection du neutrino, particule dont la présence fut avancée en 1930 par Wolfgang Pauli pour garantir la conservation de l'énergie… Lire la suite

15.  CRONIN JAMES WATSON (1931- )

Écrit par : Bernard PIRE

… *Né le 29 septembre 1931 à Chicago, James Watson Cronin est le fils d'un professeur de latin et de grec à l'université méthodiste de Dallas (Texas). Il fit ses études supérieures à l'université de Chicago et y soutint sa thèse en 1955. Il rejoignit alors le groupe de physiciens travaillant auprès d'un nouvel accélérateur, le cosmotron de Brookhaven… Lire la suite

16.  DALITZ RICHARD (1925-2006)

Écrit par : Bernard PIRE

… Physicien *britannique. Né le 28 février 1925 dans la petite ville de Dimboola à 300 kilomètres de Melbourne (Australie), le théoricien britannique Richard Dalitz a contribué de multiples façons aux progrès de la physique des particules élémentaires. Après des études en mathématiques et en physique à l'université de Melbourne, il obtient en 1946 une… Lire la suite

17.  DAVIS RAYMOND Jr. (1914-2006)

Écrit par : Bernard PIRE

… Physicien *américain des particules élémentaires, prix Nobel de physique 2002 pour ses travaux pionniers dans la détection des neutrinos d'origine solaire. Né le 14 octobre 1914 à Washington (États-Unis), Raymond Davis Jr. a fait ses études supérieures à l'université du Maryland avant d'obtenir sa thèse en chimie physique à l'université Yale à New… Lire la suite

18.  DÉCOUVERTE DE L'ANTIMATIÈRE

Écrit par : Bernard PIRE

  *Le théoricien britannique Paul Dirac (1902-1984) prédit, en 1931, que, par nécessité de cohérence mathématique, une théorie quantique et relativiste doit associer à toute particule, comme l'électron, un alter ego de charge opposée. Le 2 août 1932, Carl David Anderson photographie, grâce à une grande chambre à brouillard,… Lire la suite

19.  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… Lire la suite

20.  DEHMELT HANS GEORG (1922- )

Écrit par : Bernard PIRE

…  Washington à Seattle et y fut professeur de 1961 jusqu'en octobre 2001, quand il prit sa retraite. *Afin de mesurer très précisément des caractéristiques de certaines particules, comme leur moment magnétique, Dehmelt s'attacha dès 1955 à tenter d'isoler un unique électron dans un dispositif électromagnétique. En 1973, il y parvint en modifiant de… Lire la suite

21.  ESPAGNAT BERNARD D' (1921- )

Écrit par : Michel PATY

… *Physicien français, spécialiste de l'étude des particules élémentaires, une des branches de la physique les plus marquées par le renouvellement rapide des connaissances, Bernard d'Espagnat est un des penseurs notoires sur les problèmes conceptuels et philosophiques de la mécanique quantique. Dépassant le public restreint des physiciens et des… Lire la suite

22.  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

23.  EXISTENCE DU NEUTRINO

Écrit par : Bernard PIRE

  *L'existence du neutrino est proposée en 1930 par le physicien suisse d'origine autrichienne Wolfgang Pauli (1900-1958), pour sauvegarder le principe de conservation de l'énergie que les désintégrations radioactives β des noyaux atomiques ne semblaient pas respecter. Cette particule difficilement détectable, car elle… Lire la suite

24.  FITCH VAL LOGSDON (1923- )

Écrit par : Bernard PIRE

… *Né le 10 mars 1923 dans un ranch du Nebraska, Val Logsdon Fitch fut, durant la Seconde Guerre mondiale, envoyé comme militaire-technicien au laboratoire de Los Alamos, où il devint un expérimentateur expert en côtoyant les grands physiciens attachés au projet Manhattan. Il compléta ses études universitaires après la guerre à l'université McGill de… Lire la suite

25.  FOCK VLADIMIR ALEXANDROVITCH (1898-1974)

Écrit par : Georges KAYAS

…  domaines les plus divers de la physique (physique des plasmas, problème à n-corps, etc.). *En avance sur son temps, Fock publie en 1935 un article intitulé L'Atome d'hydrogène et la géométrie non euclidienne, dans lequel les propriétés d'un système de particules sont reliées à un groupe particulier de symétrie, ce qui a trouvé par… Lire la suite

26.  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

27.  FRIEDMAN JEROME ISAAC (1930- )

Écrit par : Bernard PIRE

…  La mort prématurée de Fermi, en 1954, intervint avant qu'il obtienne son doctorat en 1956. *Après avoir participé avec Valentine Telegdi à une des premières expériences prouvant la violation de la parité dans les désintégrations des muons, il rejoignit l'équipe de Robert Hofstadter au laboratoire de physique des hautes énergies de l'… Lire la suite

28.  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

29.  GLASER DONALD ARTHUR (1926- )

Écrit par : Bernard PIRE

… *Né le 21 septembre 1926 à Cleveland (Ohio), Donald Arthur Glaser fit ses études au California Institute of Technology de Pasadena, où il soutint en 1949 sa thèse sur l'étude expérimentale des rayons cosmiques. Chercheur et enseignant à l'université du Michigan de 1949 à 1959, il y mit au point un nouvel outil de détection des particules – la… Lire la suite

30.  GLASHOW SHELDON LEE (1932- )

Écrit par : Bernard PIRE

… *Né le 5 décembre 1932 à Manhattan, Sheldon Lee Glashow est le fils de juifs russes émigrés au début du xx^e siècle. Après des études à New York (à la Bronx High School) puis à l'université Cornell, il soutint sa thèse en 1959 à Harvard. Après des séjours de durées diverses au Cern à Genève, au Caltech de Pasadena et dans les… Lire la suite

31.  GLUONS

Écrit par : Bernard PIRE

… *Particule élémentaire dont l'échange entre deux autres particules caractérise l'interaction nucléaire forte. De masse nulle, neutre électriquement, cette particule de moment angulaire intrinsèque (ou spin) égal à h/2π, où h est la constante de Planck, est l'équivalent du photon dans la théorie de la chromodynamique quantique. Il… Lire la suite

32.  GOLDHABER GERSON (1924-2010)

Écrit par : Nora Sørena CASEY

…  sera par la suite renommé Lawrence Berkeley National Laboratory (ou plus simplement Berkeley Lab). *Son équipe y valide la découverte de l'antiproton (qui avait été récompensée par le prix Nobel) puis identifie en 1963 une nouvelle particule, le méson A. En 1974, Goldhaber et d'autres chercheurs détectent la particule élémentaire nommée J/ψ dans… Lire la suite

33.  GRAVITON

Écrit par : Bernard PIRE

… *Particule élémentaire hypothétique vectrice de l'interaction gravitationnelle. De masse nulle, neutre électriquement, cette particule serait l'équivalent du photon dans une théorie encore inexistante de la gravitation quantique. Son échange entre deux particules massives exprimerait l'attraction gravitationnelle. Les propriétés de la gravitation… Lire la suite

34.  GREGORY BERNARD (1919-1977)

Écrit par : Maurice JACOB

…  dans le laboratoire de l'École polytechnique dirigé par le professeur Louis Leprince-Ringuet. *C'est la grande époque de l'étude des rayons cosmiques à l'aide de « chambres de Wilson » (détecteurs dans lesquels les trajectoires suivies par les particules microscopiques dont on désire observer les interactions se matérialisent par des… Lire la suite

35.  HOFSTADTER ROBERT (1915-1990)

Écrit par : Bernard PIRE

… *Né le 5 février 1915 à New York (États-Unis), Robert Hofstadter fit ses études à New York et à Princeton, où en 1938 il soutint sa thèse sur le spectre infrarouge des molécules organiques simples et l'élucidation de la structure de la liaison hydrogène dans ces molécules. Assistant-professeur à l'université de Princeton, il participa au… Lire la suite

36.  INTERACTIONS (physique) - Interaction électrofaible

Écrit par : Bernard PIRE

…  processus nucléaires sources de l'énergie solaire. Bien qu'à l'exception des photons et des gluons* toutes les particules élémentaires soient soumises aux effets de l'interaction faible, il faut distinguer les neutrinos pour le rôle essentiel que l'étude de ces particules a joué dans les progrès de sa compréhension. Dépourvus de charge électrique… Lire la suite

37.  INTERACTIONS (physique) - Interaction nucléaire forte

Écrit par : Bernard PIRE

Dans le chapitre "La théorie de Yukawa et les mésons"  : … et d'un électron et ne sépare pas les phénomènes dus à l'interaction forte de ceux dus à la radioactivité. En* 1934, le jeune physicien japonais Hideki Yukawa propose de décrire l'interaction nucléaire forte entre les nucléons comme un champ quantifié en nouvelles particules, les mésons. Selon sa théorie, ce champ quantique a les caractéristiques… Lire la suite

38.  INTERACTIONS (physique) - Unification des forces

Écrit par : Bernard PIRE

Dans le chapitre "Les théories de jauge "  : … moderne des interactions nucléaires faible et forte dans le cadre général de la théorie quantique des champs. *À partir des années 1960, les physiciens vont postuler l'existence de nouveaux champs de jauge − les bosons W et Z et les gluons − et tirer profit de ce cadre général pour avancer résolument dans la voie de l'unification des interactions… Lire la suite

39.  ISOSPIN

Écrit par : Bernard PIRE

… *Nombre quantique attaché à une symétrie interne des particules élémentaires, dont la représentation mathématique est identique à celle de la symétrie par rotation. La notion d'isospin fort, introduite en 1933 par Werner Heisenberg (1901-1976), traduit le fait que le proton et le neutron peuvent être compris comme deux états d'une particule unique… Lire la suite

40.  JAUCH JOSEF MARIA (1914-1974)

Écrit par : Georges KAYAS

…  une chaire à l'université de Genève et devient directeur de l'Institut de physique théorique. *Ses travaux portent sur la théorie de la diffusion des particules, le processus de la mesure en mécanique quantique, la causalité, les phénomènes irréversibles, les théories de jauge, etc. Sa contribution à l'axiomatisation de la théorie quantique… Lire la suite

41.  KENDALL HENRY (1926-1999)

Écrit par : Bernard PIRE

…  ces sujets. Il prépara sa thèse au prestigieux Institut de technologie du Massachusetts (M.I.T.). *Il y essayait de mesurer les niveaux d'énergie du positronium, un état lié instable formé d'un positon et d'un électron que son directeur de thèse, Martin Deutsch, avait découvert peu de temps auparavant. Le but était en particulier de vérifier que… Lire la suite

42.  KOSHIBA MASATOSHI (1926- )

Écrit par : Bernard PIRE

… Physicien *des particules élémentaires, prix Nobel de physique 2002 (co-lauréat avec Riccardo Giacconi et Raymond Davis) pour sa contribution essentielle à la compréhension des neutrinos d'origine cosmique. Né le 19 septembre 1926 à Toyohashi, près de Nagoya, au Japon, Masatoshi Koshiba commence ses études supérieures à l'université de Tōkyō et les… Lire la suite

43.  LAGARRIGUE ANDRÉ (1924-1975)

Écrit par : Daniel MORELLET

…  qualités, l'incite à demander son détachement et à s'orienter vers la recherche scientifique. *Lagarrigue participe alors à des expériences destinées à déterminer, au moyen de la chambre de Wilson, à L'Argentière-la-Bessée dans les Hautes-Alpes, la masse de la particule appelée alors méson μ, actuellement nommée muon. En 1952, il soutient en… Lire la suite

44.  LATTES CESAR (1924-2005)

Écrit par :  Universalis

… Physicien* nucléaire brésilien. Cofondateur du groupe de recherche de Bristol avec l'Italien Giuseppe Occhialini et les Britanniques Hugh Muirhead et Cecil Powell, le physicien brésilien Cesar Lattes découvre avec ses confrères l'existence et les fonctions de deux particules élémentaires étranges, les mésons pi (méson o et méson +). Ces particules,… Lire la suite

45.  LEDERMAN LEON (1922- )

Écrit par : Bernard PIRE

… *Né le 15 juillet 1922 à New York dans une famille d'émigrés russes, Leon Lederman servit trois ans dans l'armée américaine durant la Seconde Guerre mondiale, puis fit ses études à l'université Columbia de New York où il soutint sa thèse en 1951. Nommé professeur de physique en 1958, il resta à Columbia jusqu'en 1979, année où il devint directeur du… Lire la suite

46.  LEE TSUNG-DAO (1926- )

Écrit par : Bernard PIRE

… *Né le 24 novembre 1926 à Shanghai (Chine), Lee Tsung-Dao était le fils d'un homme d'affaires. La guerre sino-japonaise de 1937-1945 lui fit quitter l'université Kweichow dans la province du Zhejiang, pour rejoindre celle de Kunming, dans le Yunnan, où il rencontra Yang Chen-Ning, dont il sera longtemps l'ami et le collaborateur. Une bourse du… Lire la suite

47.  LEPRINCE-RINGUET LOUIS (1901-2000)

Écrit par : Henri VIDEAU

… ce qui prouve qu'il s'agit de particules chargées, alors déviées par le champ magnétique terrestre. *Il se consacre ensuite à l'étude de ces particules, notamment à l'Aiguille du Midi dans les Alpes. Il observe en 1936 ce que nous nommons aujourd'hui le lepton μ, qu'il appelle alors un méson. Deux ans après, ce méson sera reconnu comme une nouvelle… Lire la suite

48.  MASSE (notions de base)

Écrit par : Bernard PIRE

Dans le chapitre "La masse des particules élémentaires"  : … *La théorie moderne de l'électromagnétisme rend bien compte de la masse nulle du photon, caractéristique liée à la nature du principe de symétrie (dite de jauge) à l'origine de l'électrodynamique quantique. La limite expérimentale sur sa masse est de 7 × 10^—17 eV. Il est très difficile de mesurer les masses des trois types de neutrinos… Lire la suite

49.  MASSE, physique

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

Dans le chapitre "Masse et interactions"  : … de masse évoqué plus haut, semble complètement contredite au niveau le plus élémentaire. Comprendre *les masses des particules est un des grands défis de la physique du xxi^e siècle. En effet, dans la physique quantique des particules et des interactions fondamentales, la notion de masse présente plusieurs aspects des plus… Lire la suite

50.  MÉSON ÊTA-B

Écrit par : Bernard PIRE

… Les* physiciens de la collaboration internationale BaBar ont démontré l'existence du méson êta-b, le cousin attendu du méson upsilon découvert il y a trente ans. Caractéristiques d'états où un quark lourd de type b (pour bottom ou parfois beau) et un antiquark du même type sont liés, ces particules lourdes (plus de dix fois la… Lire la suite

51.  MONOPÔLE MAGNÉTIQUE

Écrit par : Bernard PIRE

…  (de minerai de magnétite, d'eau de mer, de roches lunaires...) n'ont découvert aucun monopôle. *La nature semblant avare de monopôles, les physiciens ont placé leurs détecteurs auprès des grands accélérateurs de particules, profitant d'énergies disponibles de plus en plus gigantesques, ce qui ouvre l'accès à l'observation de particules de… Lire la suite

52.  NE'EMAN YUVAL (1925-2006)

Écrit par : Bernard PIRE

…  aux travaux du groupe de physique théorique d'Abdus Salam, le futur Prix Nobel de physique en 1979.* Une analyse mathématique des propriétés des particules élémentaires le conduit à proposer en 1961 qu'un groupe de symétrie interne gouverne la structure des interactions nucléaires. Cette hypothèse – formulée indépendamment par Murray Gell-Mann et… Lire la suite

53.  NEUTRON

Écrit par : Bernard SILVESTRE-BRAC

Dans le chapitre "Propriétés du neutron"  : … *La nouvelle particule suscite l'enthousiasme durant les années qui suivent sa découverte ; les physiciens veulent en cerner toutes les propriétés. Elle est sensible à toutes les interactions de la nature. Pour diverses raisons, il devient patent que le neutron est une particule à part entière et non un état lié p-e. La physique nucléaire démarre… Lire la suite

54.  PARITÉ, physique

Écrit par : Bernard PIRE

…  angulaires dans l'émission d'électrons lors de la désintégration bêta de noyaux radioactifs. *La parité désigne aussi le nombre quantique d'une particule, ou d'un système de particules, relatif au comportement de sa fonction d'onde dans une symétrie par rapport à l'origine. La symétrie par parité se traduit par la conservation du nombre… Lire la suite

55.  PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux

Écrit par : Maurice JACOB, Bernard PIRE

…  qui nous entourent aux multiples constructions de quelques constituants fondamentaux ? Trouver *ces constituants, et comprendre la façon dont ils se lient entre eux, est le but de la physique des particules élémentaires. Il s'agit d'une physique quantique où le prix à payer pour la résolution recherchée est l'énergie de choc entre particules.… Lire la suite

56.  PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Accélérateurs de particules

Écrit par : Michel CROZON, Jean-Louis LACLARE

Dans le chapitre " Prémices et avancées techniques"  : … qui vont être à l'origine du développement des accélérateurs linéaires à 200 et 3 000 mégahertz. *Vers 1950, la course à la haute énergie reprend avec les premières machines circulaires du type synchrotron, pour accélérer des électrons, puis des protons, au-delà du gigaélectronvolt. C'est le début de l'ère des grands accélérateurs, avec la… Lire la suite

57.  PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Détecteurs de particules

Écrit par : 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'… Lire la suite

58.  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… Lire la suite

59.  PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions

Écrit par : 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… Lire la suite

60.  PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Hadrons

Écrit par : Bernard PIRE

La *famille des hadrons rassemble les nombreuses particules sensibles à l'interaction nucléaire forte, cette force extraordinairement intense qui assure la cohésion du noyau en confinant les nucléons – protons et neutrons – dans un tout petit volume, malgré la répulsion électrostatique entre les protons. On a… Lire la suite

61.  PERL MARTIN LEWIS (1927- )

Écrit par : Bernard PIRE

…  le département de physique de l'université du Michigan et y développa, avec Donald Glaser, *la technique des chambres à bulles pour analyser les expériences de physique des particules. Nommé professeur à l'université Stanford en Californie en 1964, il participa aux expériences menées avec le grand accélérateur linéaire d'électrons mis en… Lire la suite

62.  PHYSIQUE - Les fondements et les méthodes

Écrit par : Roland OMNÈS

Dans le chapitre "XX^e siècle"  : …  : génération de l'énergie et formation des noyaux dans les étoiles, énergie nucléaire, etc. – La* physique des particules : depuis 1950, le nombre des particules élémentaires connues s'est considérablement accru. Peu de temps avant 1970, la recherche a pris un nouvel essor grâce à deux progrès majeurs : d'une part, la découverte d'un… Lire la suite

63.  PHYSIQUE - Physique et informatique

Écrit par : Claude ROIESNEL

Dans le chapitre "Physique subatomique"  : … 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 ordinateur, il faut d'abord discrétiser l'espace-temps par un réseau hypercubique (… Lire la suite

64.  PLASMA DE QUARKS ET DE GLUONS

Écrit par : Bernard PIRE

*Prédit par la théorie des interactions nucléaires fortes, le plasma de quarks et gluons – nouvelle phase de la matière, dans laquelle quarks et gluons ne sont pas regroupés en protons, neutrons et autres hadrons – aurait prévalu lorsque l'Univers était extraordinairement dense et chaud, moins d'une… Lire la suite

65.  POWELL CECIL FRANK (1903-1969)

Écrit par : Bernard PIRE

… *Cecil Frank Powell est né le 5 décembre 1903 à Tonbridge (Kent, Grande-Bretagne), dans une famille d'armuriers. Il fit des études à l'université de Cambridge, où il soutint sa thèse en 1927, dans le laboratoire Cavendish, sous la direction de Charles Wilson et d'Ernest Rutherford. Ses premières recherches concernèrent les phénomènes de condensation… Lire la suite

66.  PREUVE EXPÉRIMENTALE DE LA STRUCTURE EN QUARKS

Écrit par : Bernard PIRE

  *L'expérience menée à l'accélérateur linéaire à électrons de Stanford (S.L.A.C) par Jerome Friedman, Henry Kendall et Richard Taylor permet de démontrer en 1968 la présence de structures ponctuelles chargées à l'intérieur du proton. Bien qu'on eût expliqué depuis plusieurs années le spectre des particules connues comme dû… Lire la suite

67.  PROTON

Écrit par : Nicole d' HOSE

Dans le chapitre " Caractéristiques"  : … *Comme toute particule, le proton est régi par les lois de la mécanique quantique et de la relativité. Il est défini par une charge électrique, par une masse, par un moment cinétique intrinsèque, appelé spin, et par un moment magnétique… Lire la suite

68.  RAYONNEMENT COSMIQUE - Rayons cosmiques

Écrit par : Lydie KOCH-MIRAMOND, Bernard PIRE

…  des événements violents de l'Univers, les rayons cosmiques primaires jouent aussi un rôle en *physique des particules élémentaires, comme outils de sondage des noyaux et des particules les constituant, car leur énergie est très supérieure à celles qui peuvent être obtenues avec les plus grands accélérateurs de particules. Bien avant la… Lire la suite

69.  REINES FREDERICK (1918-1998)

Écrit par : Bernard PIRE

…  Il resta quinze ans dans ce laboratoire et y étudia de nombreux effets des explosions nucléaires. *À partir de 1951, il se consacra à la vérification expérimentale de l'existence du neutrino, particule énigmatique dont Wolfgang Pauli avait prévu l'existence vingt ans plus tôt. Pour découvrir le neutrino et signer son passage fort discret, il… Lire la suite

70.  RICHTER BURTON (1931- )

Écrit par : Bernard PIRE

… *Né le 22 mars 1931 à New York, Burton Richter fait toutes ses études supérieures au Massachusetts Institute of Technology, et y soutient sa thèse en 1956 sur la photoproduction de mésons π dans une expérience réalisée auprès de l'accélérateur de particules du laboratoire de Brookhaven, près de New York. Il rejoint alors le laboratoire de physique… Lire la suite

71.  ROUSSET ANDRÉ (1930-2001)

Écrit par :  Universalis

… Physicien* français. Nommé professeur à l'École des mines de Paris en 1960, André Rousset devient sous-directeur du laboratoire de Leprince-Ringuet de 1964 à 1969, puis rejoint en 1969 le Laboratoire européen pour la physique des particules (Cern). Il y dirige la division des chambres à bulles à liquides lourds (T.C.L.), qui a la charge de concevoir… Lire la suite

72.  RUBBIA CARLO (1934- )

Écrit par : Robert KLAPISCH

… est né en 1934 à Gorizia, petite ville de l'Italie du Nord située non loin de la frontière slovène. *Après sa thèse sur les rayons cosmiques sous la direction de Marcello Conversi, il obtient en 1958 une bourse pour poursuivre ses recherches à l'université Columbia à New York. Doté d'un synchrocyclotron, le laboratoire Nevis était à cette époque l'… Lire la suite

73.  SCHWARTZ MELVIN (1932-2006)

Écrit par : Bernard PIRE

…  d'ions lourds (R.H.I.C., Relativistic Heavy Ion Collider) qui entre en opération en 2000. La* contribution scientifique la plus importante de Schwartz date de ses premières années d'enseignement à l'université Columbia. La compréhension des interactions faibles n'est alors guère satisfaisante. Certes, les expériences de Clyde L. Cowan (1919-… Lire la suite

74.  SEGRÈ EMILIO GINO (1905-1989)

Écrit par : Agnès LECOURTOIS

… *Physicien d'origine italienne (il est né le 1^er février 1905 à Tivoli), lauréat du prix Nobel de physique en 1959, avec le physicien américain Owen Chamberlain, pour la découverte de l'antiproton (particule de même masse que le proton mais de charge électrique opposée). Nommé professeur adjoint à l'université de Rome en 1932, Emilio Gino… Lire la suite

75.  SPIN

Écrit par : Jean-Marc LÉVY-LEBLOND

*On appelle « spin » le moment angulaire ou cinétique intrinsèque des particules quantiques ou quantons. Ce terme anglais évoque le mouvement de rotation propre que peuvent posséder les objets physiques, telles les planètes ou les balles de tennis, qui tournent sur eux-mêmes tout en décrivant leurs… Lire la suite

76.  SPIN DU PROTON

Écrit par : Bernard PIRE

*Le proton est composé de quarks, d'antiquarks et de gluons, et, à l'instar des autres particules fondamentales, il tourne sur lui-même comme une toupie : c'est le spin. Une série d'expériences a révélé que cette rotation intrinsèque ne provient pas simplement des trois quarks de valence qui lui donnent son… Lire la suite

77.  STEINBERGER JACK (1921- )

Écrit par : Bernard PIRE

… *Né le 21 mai 1921 à Bad Kissingen (Allemagne), Jack Steinberger est le fils du professeur de religion de la petite communauté juive de la station thermale d'alors. Embarqué avec trois cents autres enfants juifs allemands accueillis par des organisations juives américaines, il débarqua à New York avec son frère aîné en décembre 1934 et fut « adopté… Lire la suite

78.  SYMÉTRIES, physique

Écrit par : Bernard PIRE

Dans le chapitre "Les symétries discrètes"  : … tout point de l'espace son symétrique par rapport à un point pris pour origine des coordonnées. Au *niveau des particules élémentaires, on aime à considérer une transformation voisine de la symétrie miroir mais notablement plus abstraite : la conjugaison de charge (notée C) qui transforme une particule en son antiparticule. Il a été établi… Lire la suite

79.  TAYLOR RICHARD EDWARD (1929- )

Écrit par : Bernard PIRE

… *Né le 2 novembre 1929 à Medicine Hat, petite ville de l'Alberta, le physicien canadien Richard Edward Taylor est issu de familles d'émigrants irlandais, écossais et norvégiens. Ayant développé durant la Seconde Guerre mondiale un intérêt pour les explosifs qui lui coûta trois doigts, il fit des études de physique à l'université d'Edmonton (Alberta… Lire la suite

80.  TCHERENKOV EFFET

Écrit par : Paul BAILLON, Robert MEUNIER

…  que lorsque la vitesse du projectile, ici une particule nucléaire, dépasse un certain seuil. *Les particules fournies par les accélérateurs des centres de recherche ou provenant du rayonnement cosmique ne sont observables que par leurs interactions. L'effet Tcherenkov en est une et sert de base à des méthodes aussi précises que variées de… Lire la suite

81.  TING SAMUEL CHAO CHUNG (1936- )

Écrit par : Bernard PIRE

… *Samuel Chao Chung Ting naît prématurément le 27 janvier 1936 à Ann Arbor (Michigan), américain par accident alors que ses parents, professeurs de technologie et de psychologie dans des universités chinoises, sont en visite aux États-Unis. Après une jeunesse passée en Chine, Ting peut poursuivre ses études à l'université du Michigan et obtient son… Lire la suite

82.  VAN DER MEER SIMON (1925-2011)

Écrit par : Bernard PIRE

…  projets d'équipements haute tension ainsi que sur le développement des microscopes électroniques. *Engagé en 1956 au C.E.R.N. de Genève (le Conseil européen pour la recherche nucléaire, devenu depuis lors Laboratoire européen de physique des particules), il participa à la réalisation technique des différents accélérateurs de particules jusqu'à sa… Lire la suite

83.  WEINBERG STEVEN (1933- )

Écrit par : Bernard PIRE

… *Né le 3 mai 1933 à New York, Steven Weinberg fit ses études à New York puis à l'université Cornell (dans l'État de New York) et soutint, en 1957 à Princeton, sa thèse sur les effets de l'interaction forte dans les processus dominés par l'interaction faible. Chercheur à l'université de Californie à Berkeley de 1959 à 1966, il s'intéressa à de… Lire la suite

84.  WIGNER EUGENE PAUL (1902-1994)

Écrit par : Viorel SERGIESCO

…  contribué à la résolution du problème de la réaction en chaîne. Finalement, ses contributions à la *physique des particules élémentaires comprennent l'étude de différents problèmes de symétrie, comme l'invariance par inversion du temps (1932-1939), les représentations du groupe de Poincaré (1940). En 1939, il attire l'attention du gouvernement… Lire la suite

85.  WILSON CHARLES THOMSON REES (1869-1959)

Écrit par : Bernard PIRE

…  Cependant, admis en 1888 à l'université de Cambridge, il opta pour les sciences physiques. *Dès 1895, Wilson mit au point une chambre humide à condensation (ou chambre à brouillard) qui imitait le phénomène naturel qu'il avait admiré du haut des montagnes écossaises : des anneaux colorés entourant des ombres dans les nuages traversés par… Lire la suite

86.  WILSON ROBERT RATHBUN (1914-2000)

Écrit par : Bernard PIRE

…  directeur du laboratoire d'études nucléaires de l'université Cornell dans l'État de New York. *En vingt ans, il y dirige la construction de quatre accélérateurs d'électrons de plus en plus puissants et participe à de nombreuses expériences, démontrant en particulier l'existence d'états « excités » du proton. Lorsque la Commission de l'énergie… Lire la suite

87.  YANG CHEN-NING (1922- )

Écrit par : Bernard PIRE

… *Chen-Ning Yang est né le 22 septembre 1922 à Hofei (Chine). Fils d'un professeur de mathématiques, il passa sa jeunesse sur le campus de l'université Tsinghua puis, l'université ayant été déplacée pendant la guerre sino-japonaise de 1937-1945 à Kunming, dans le Yunnan, où il rencontra Lee Tsung-Dao, qui devint son ami et collaborateur pour de… Lire la suite