FERMIONS

Articles

• BOSONS ET FERMIONS

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 709 mots

  Classer les objets d’étude est une étape essentielle de la démarche scientifique, dans tous les domaines. Peu après la naissance de la physique moderne, il est apparu que le concept de spin permettait de distinguer deux classes d’objets quantiques : les bosons et les fermions. Rappelons que,...

• HADRONS

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 4 223 mots
  • 2 médias

  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....

• PARTICULES ÉLÉMENTAIRES

  • Écrit par Maurice JACOB, Bernard PIRE
  • 8 172 mots
  • 12 médias
  Les constituants de base, quarks et électrons, sont des fermions. Il s'agit d'un qualificatif quantique traduisant le fait que la fonction d'onde, qui décrit un système de particules identiques, est globalement antisymétrique (doit changer de signe) par échange de deux particules. Cela...

• ANTIMATIÈRE

  • Écrit par Bernard PIRE, Jean-Marc RICHARD
  • 6 931 mots
  • 4 médias
  ...Dirac) et réussit à résoudre le problème de la densité de probabilité négative. Cette équation décrivait seulement les particules à spin 1/2, qu'on appelle fermions, le spin étant le moment cinétique intrinsèque d'une particule. Mais le spectre d'énergie comporte toujours des états d'énergie négative....

• CHAMPS THÉORIE DES

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 4 463 mots
  • 1 média
  ...le comportement statistique d'ensemble de champs quantiques de moment angulaire intrinsèque multiple de h/2π. L'électron est quant à lui un fermion, car les ensembles de particule de moment angulaire intrinsèque multiple impair de h/4π obéissent à des lois statistiques différentes, énoncées...

• CHROMODYNAMIQUE QUANTIQUE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 6 420 mots
  • 6 médias
  ...masse supérieure à celle du proton se désintégrant finalement en un proton ou un neutron accompagné de photons ou de mésons. Ils apparaissent comme des fermions (du nom du physicien italien Enrico Fermi), c’est-à-dire des particules de spin (moment angulaire intrinsèque de la particule) demi-entier...

• ÉLECTRONS

  • Écrit par Jean-Eudes AUGUSTIN, Bernard PIRE
  • 6 657 mots
  • 5 médias

  L'électron est une particule élémentaire stable. Il possède une charge électrique négative et une très petite masse (près de 2 000 fois plus petite que celle de l'atome le plus léger, l'hydrogène). Il a un moment angulaire propre appelé spin, égal à h/4π (h étant la...

• JORDAN PASCUAL (1902-1980)

  • Écrit par Viorel SERGIESCO
  • 412 mots

  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,...

• MAJORANA FERMIONS DE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 350 mots

  Le physicien italien Ettore Majorana (1906, disparu en 1938) a écrit en 1937 une équation fondamentale pour les particules élémentaires de spin ½ (appelés fermions car leurs ensembles obéissent aux lois statistiques inventées par Fermi) différente de celle proposée par Paul Dirac neuf ans...

• MASSE, physique

  • Écrit par Jean-Marc LÉVY-LEBLOND, Bernard PIRE
  • 4 013 mots
  Les masses des fermions sont aussi sujettes à interrogations. Le mécanisme évoqué plus haut pourrait aussi être à leur origine, mais il n'expliquerait nullement l'étonnante diversité de leurs valeurs. On a longtemps cru que les neutrinos avaient une masse nulle tant celle-ci est faible,...

• NEUTRINOS

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 4 031 mots
  • 2 médias
  ...décrit comme une particule de moment angulaire intrinsèque – ou spin – égal à h/4π (h étant la constante de Planck), c'est-à-dire qu’il est un fermion, comme l'électron, mais avec une charge électrique nulle. On suppose aussi qu'il existe une antiparticule associée, un antineutrino. Reste à observer...

• PROTONS

  • Écrit par Nicole d' HOSE
  • 4 576 mots
  ...(souvent particules médiatrices des interactions) de spin entier (en unité Ô), comme les photons qui obéissent à la statistique de Bose-Einstein, et les fermions de spin demi-entier, comme les électrons et les protons qui obéissent à la statistique de Fermi-Dirac. Les hadrons, qui sont les particules soumises...

• QUANTIQUE PHYSIQUE

  • Écrit par Claude de CALAN
  • 5 273 mots
  • 6 médias
  ...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 Fermi-Dirac, et les particules de spin demi-entier sont appelées des fermions.

• QUARKS

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 2 130 mots
  • 1 média

  Les quarks sont des particules élémentaires. Ils ont été imaginés en 1963 pour expliquer la multiplicité croissante des particules élémentaires et la régularité apparente du nouveau tableau des éléments découverts grâce aux expériences utilisant les grands accélérateurs et sont maintenant considérés...

• RELATIVITÉ - Relativité générale

  • Écrit par Thibault DAMOUR, Stanley DESER
  • 11 950 mots
  • 3 médias
  ...particulier un travail de Julius Wess et Bruno 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)....

• SPIN ou MOMENT CINÉTIQUE ou ANGULAIRE INTRINSÈQUE

  • Écrit par Jean-Marc LÉVY-LEBLOND
  • 5 337 mots
  • 1 média
  ...totalement antisymétriques », c'est-à-dire qu'ils changent ou non de signe sous une permutation respectivement impaire ou paire. Ces quantons sont appelés fermions, car ils obéissent à la statistique de Fermi-Dirac, qui conduit à des comportements « individualistes » – ce qu'exprime le principe de l'exclusion...

• STATISTIQUE MÉCANIQUE

  • Écrit par Berni J. ALDER, Bernard JANCOVICI
  • 5 852 mots
  • 8 médias
  Si les particules sont des fermions (c'est-à-dire des particules à spin demi-entier ; cf. particules élémentaires) identiques (par exemple, des électrons ou des nucléons), le principe de Pauli s'applique (cf. atome, chap. 2). Lorsque les interactions sont négligeables, on peut définir...

• SUPERFLUIDITÉ

  • Écrit par Sébastien BALIBAR
  • 5 836 mots
  • 5 médias
  ...catégories. En physique quantique, on distingue ainsi les bosons – qui sont des particules obéissant aux lois statistiques de Bose-Einstein – et les fermions – qui obéissent, eux, aux lois dites de Fermi-Dirac. La différence entre bosons et fermions est une question de symétrie dont la conséquence principale...

• SYMÉTRIES, physique

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 6 003 mots
  ...bien ce qu'on observe dans la nature où les objets élémentaires ont des masses sans rapports simples les unes avec les autres mais possédant toutes 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)...

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