Physique des particules
4456ASTROPARTICULES
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 xxe siècle, l'observation des rayons cosmiques conduit à la mise en évidence du positon, du muon et des cascades électromagnétiques ; ces recherches culminent à la fin des années 1 […] Lire la suite
AXION
L’histoire des sciences est riche d’hypothèses audacieuses avancées par des théoriciens et fondées sur une formulation mathématique des lois de la nature. Dans le domaine de la physique des particules élémentaires, ces hypothèses prennent souvent la forme de la prédiction de l’existence d’une particule nouvelle qui doit signer la pertinence d’une description abstraite des interactions fondamentale […] Lire la suite
ENGLERT FRANÇOIS (1932- )
Physicien théoricien belge, Prix Nobel de physique 2013, François Englert est né à Etterbeek dans la banlieue de Bruxelles (Belgique) le 6 novembre 1932 dans une famille juive. Enfant lorsque les nazis occupent la Belgique, il survit à la Shoah en étant caché sous une fausse identité dans différents orphelinats. François Englert suit des études supérieures à l’Université libre de Bruxelles, dont i […] Lire la suite
ISOSPIN
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 ét […] Lire la suite
MATÉRIALISATION, physique
On appelle matérialisation toute transformation d'énergie en matière ; le seul processus connu de matérialisation est celui du photon d'énergie hν qui se convertit, au voisinage d'un noyau, en une paire électron-positron. Le phénomène ne peut avoir lieu dans le vide, où serait impossible la conservation du quadrivecteur énergie-impulsion du photon initial ; de plus, il est néce […] Lire la suite
PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux
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 fondamentaux ?Tr […] Lire la suite
PLASMA DE QUARKS ET DE GLUONS
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 microseconde après l' […] Lire la suite
PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2013
Le prix Nobel de physique récompense en 2013 le physicien théoricien belge François Englert (né le 6 novembre 1932 à Etterbeek [Bruxelles]) et son collègue britannique Peter Ware Higgs (né le 29 mai 1929 à Wallsend [Newcastle]), qui ont proposé en 1964 un mécanisme non conventionnel pour expliquer certaines propriétés des interactions fondamentales du monde physique, comme la gravitation. Cette co […] Lire la suite
PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2021
Le prix Nobel de physique 2021 a été attribué, d’une part, à Syukuro Manabe et Klaus Hasselmann, deux spécialistes de la modélisation numérique du climat, et, d’autre part, à Giorgio Parisi, un théoricien des systèmes physiques complexes. […] Lire la suite
SPIN ou MOMENT CINÉTIQUE ou ANGULAIRE INTRINSÈQUE
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 trajectoires. Il est caractérisé par une grandeur physique […] Lire la suite
TCHERENKOV EFFET
Le passage des particules nucléaires chargées à travers la matière donne lieu à des interactions de natures diverses, l'une d'elles étant l'émission de radiation électromagnétique appelée effet Tcherenkov (Čerenkov). Dans les milieux transparents, cet effet apparaît sous la forme d'un éclair de lumière dont les rayons sont émis dans des directions liées à la […] Lire la suite
Distinguer les constituants de la matière n'est pas facile. Pour étudier ces particules dites élémentaires, on a besoin d'accélérateurs et d'ensembles de détection souvent gigantesques, comme ceux qui sont développés au Cern. En effet, les microscopes les plus puissants...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Interaction faible par courants neutres
Un exemple d'interaction faible par courants neutres. Un neutrino ricoche sur un électron, tout en demeurant un neutrino. L'électron accéléré au cours du choc rayonne des photons, dont certains se matérialisent en paires électron-positron et dont les trajectoires sont courbées...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Production et désintégration d'une particule charmée
Production et désintégration en cascade d'une particule charmée. Photo prise à l'aide de la chambre à bulles B.E.B.C. du C.E.R.N. À gauche, l'événement tel qu'il apparaît ; à droite, son interprétation. Expérience effectuée par les équipes scientifiques de Aachen — Bonn —...
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Cette vue aérienne montre l'emplacement du Cern, à cheval sur la frontière franco-suisse (la ligne pointillée souligne la frontière). L'accélérateur souterrain est souligné par le cercle blanc avec les différents détecteurs que positionnent les points blancs.
Crédits : CERN
Représentation schématique de la détection d'une gerbe atmosphérique d'ultra-haute énergie par le détecteur hybride Auger. Le détecteur «œil de mouche» capte par nuit sombre la lumière de fluorescence émise dans l'atmosphère par la gerbe géante au moyen d'une mosaïque de...
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Particules élémentaires : propriétés
Les propriétés des particules élémentaires: les fermions (quarks et leptons) et les bosons vecteurs. Rappelons que chaque quark existe sous trois variétés de couleur: bleu, rouge et vert.
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Quelques baryons et mésons : les particules élémentaires découvertes dans les années 1960.
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Les différents niveaux de structure. On passe, par étapes successives, du virus (10-7 m) au quark (< 10-18 m).
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Modes d'interaction des quarks et des leptons
Les différents modes d'interaction au niveau des quarks et des leptons. L'interaction électromagnétique est due à l'échange de photons (en a). L'interaction faible avec changement de saveur et de charge est due à l'échange d'un boson W ; sans changement de saveur ni de...
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Analogie entre le flux magnétique évitant un supra-conducteur et le flux de couleur évitant le vide autour d'un méson formé d'un quark et d'un antiquark.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Appareil de Stern et Gerlach. Dans le cas de l'expérience originelle, l'observation, pour un faisceau d'atomes d'argent, de deux zones d'impact sur l'écran fournit, d'une part, une preuve expérimentale directe de la quantification du spin et montre, d'autre part, que les...
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Relation fondamentale de l'effet Tcherenkov
Construction permettant d'obtenir la relation fondamentale de l'effet Tcherenkov.
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Détecteur de lumière Tcherenkov
Coupe d'un détecteur de lumière Tcherenkov auprès d'un anneau de collision e+ e- au Cern (Genève).
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Détecteur à éléments multiples
Principe de base d'un détecteur à éléments multiples pour la lumière Tcherenkov des gerbes atmosphériques. On voit arriver, au-dessus des différents collecteurs de lumière, le cône Tcherenkov en forme du parapluie très ouvert. L'axe, ou le manche de parapluie, est dirigé...
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Physique des particules
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Interaction faible par courants neutres
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Production et désintégration d'une particule charmée
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Site du Cern
Crédits : CERN
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Représentation schématique de la détection d'une gerbe atmosphérique d'ultra-haute énergie par le détecteur hybride Auger
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Particules élémentaires : propriétés
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Baryons et mésons
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Niveaux de structure
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Modes d'interaction des quarks et des leptons
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Flux magnétique et de couleur
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Appareil de Stern et Gerlach
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Relation fondamentale de l'effet Tcherenkov
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Détecteur de lumière Tcherenkov
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Détecteur à éléments multiples
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