BOSONS

DÉCOUVERTE DES BOSONS W ET Z

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 157 mots

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 techn […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/decouverte-des-bosons-w-et-z/#i_25357

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Bosons

  • Écrit par 
  • Claude COHEN-TANNOUDJI, 
  • Jacques DUPONT-ROC, 
  • Gilbert GRYNBERG, 
  • Bernard PIRE
  •  • 3 727 mots
  •  • 3 médias

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 bosons de jau […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-bosons/#i_25357

ANTIMATIÈRE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE, 
  • Jean-Marc RICHARD
  •  • 6 912 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Antimatière en laboratoire »  : […] Les particules de l'espace interplanétaire arrivant dans l'atmosphère y subissent des collisions et modifient ainsi l'énergie des particules qu'elles rencontrent. Si leur vitesse est suffisante, elles peuvent créer des paires électron- positon au cours de ces chocs, en libérant leur énergie cinétique. Ce sont les positons créés par ce processus qui ont été observés par Anderson. C'est seulement en […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/antimatiere/#i_25357

ATOMIQUE PHYSIQUE

  • Écrit par 
  • Philippe BOUYER, 
  • Georges LÉVI
  •  • 6 703 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Les lasers à atomes »  : […] Dans les atomes, il est impossible de discerner des particules identiques. Cette indiscernabilité fait que l'on classe les particules en bosons ou en fermions. Les fermions peuvent être considérés comme « individualistes » alors que les bosons s'apparentent plutôt aux « moutons de Panurge ». Les bosons ont ainsi tendance à s'accumuler dans l'état fondamental du système, c'est la condensation de B […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/physique-atomique/#i_25357

BOSE-EINSTEIN CONDENSATION DE

  • Écrit par 
  • Elisabeth GIACOBINO
  •  • 2 756 mots

Dans le chapitre « Le principe de la condensation de Bose-Einstein »  : […] La condensation de Bose-Einstein est un phénomène purement quantique ; elle plonge ses racines dans un monde qui n'a rien d'intuitif. La plupart des effets quantiques se manifestent soit dans le domaine microscopique, soit à basse température. Cette condensation ne déroge pas à la règle puisqu'elle apparaît lorsqu'on se rapproche du zéro absolu (— 273  0 C ou 0 K). Autre f […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/condensation-de-bose-einstein/#i_25357

CHAMPS THÉORIE DES

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 4 478 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre «  Unification des interactions »  : […] En imposant qu'une théorie des champs respecte la symétrie ayant pour groupe de jauge le produit SU(2) × U(1) , le physicien américain Steven Weinberg (né en 1933) et son collègue pakistanais Abdus Salam (1926-1996) réussirent à unifier en une seule théorie des processus aussi dissemblables que les interactions électromagnétiques et la désintégration nucléaire β. L'interaction électrofaible décri […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/theorie-des-champs/#i_25357

FORMULATION DE LA THÉORIE ÉLECTROFAIBLE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 167 mots

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 soient issues d'une même interaction électrofaible dont le vecteur est un trip […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/formulation-de-la-theorie-electrofaible/#i_25357

HIGGS BOSON DE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 2 571 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Le modèle standard des interactions fondamentales »  : […] La compréhension actuelle des forces fondamentales (si l'on excepte la gravitation qui échappe à cette description) repose sur trois piliers : la mécanique quantique qui associe onde et particule comme deux aspects d'un même objet physique, la théorie des champs qui explicite la propagation et les interactions de ces objets, les groupes de symétrie qui contraignent la description mathématique des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/boson-de-higgs/#i_25357

INTERACTIONS (physique) - Interaction électrofaible

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 2 109 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « La théorie électrofaible »  : […] La théorie moderne des interactions faibles, proposée en 1967 par Steven Weinberg et Abdus Salam , les décrit comme dues à l'échange de « bosons intermédiaires » appelés W + , W et Z 0 (fig. ). Aux courants chargés du modèle de Fermi, cette théorie ajoute des « courants faibles neutres » aptes à créer une paire ne […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interactions-physique-interaction-electrofaible/#i_25357

JORDAN PASCUAL (1902-1980)

  • Écrit par 
  • Viorel SERGIESCO
  •  • 415 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, de la cosmologie, de la biologie et de la philosophie des sciences. Sa contribution majeure concerne la m […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pascual-jordan/#i_25357

MASSE (notions de base)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 1 654 mots
  •  • 1 média

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 existants ; les expériences indique […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/masse/#i_25357

MASSE, physique

  • Écrit par 
  • Jean-Marc LÉVY-LEBLOND, 
  • Bernard PIRE
  •  • 4 054 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Masse et interactions »  : […] Nous savons que la matière est composée d'atomes, eux-mêmes composés d'électrons et d'un noyau constitué de particules plus fondamentales : les quarks et gluons, qui forment les nucléons, regroupés dans le noyau. L'affirmation que la masse d'un corps quelconque est fournie par celle de ses constituants, même en tenant compte pour être plus précis du défaut de masse évoqué plus haut, semble complèt […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/masse-physique/#i_25357

MATIÈRE (physique) - États de la matière

  • Écrit par 
  • Vincent FLEURY
  •  • 5 801 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Un état encore moins classique, le superfluide quantique »  : […] Parallèlement aux développements de la thermodynamique classique, le xx e  siècle a connu une révolution, avec la découverte des quanta et des propriétés quantiques des particules élémentaires. La nature ondulatoire et corpusculaire du rayonnement et de la matière a été démontrée au début du xx e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-etats-de-la-matiere/#i_25357

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux

  • Écrit par 
  • Maurice JACOB, 
  • Bernard PIRE
  •  • 8 162 mots
  •  • 12 médias

Dans le chapitre « La famille des bosons »  : […] Les interactions entre particules élémentaires, sur lesquelles nous reviendrons plus en détail, correspondent à l'émission d'un champ et à la réaction à ce champ. L'archétype est le champ électrique, créé par la présence d'une particule chargée, qui influence d'autres éléments chargés. Ces champs ont une forme quantique qui associe la force due à la présence d'un champ à un […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-caracteres-generaux/#i_25357

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions

  • Écrit par 
  • Jean-Eudes AUGUSTIN, 
  • Michel PATY, 
  • Bernard PIRE
  •  • 16 242 mots
  •  • 13 médias

Dans le chapitre « La théorie électrofaible unifiée et les courants neutres »  : […] La théorie électrofaible unifiée de Sheldon Glashow, Abdus Salam et Steven Weinberg permet d'étendre la théorie quantique des champs au cas des interactions faibles, et représente ces dernières par des diagrammes d'échange qu'elle permet de calculer. Elle fait apparaître une interaction de type auparavant inconnu, celle de courants neutres faibles , qui se manifeste par l'e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-fermions/#i_25357

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Hadrons

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 4 239 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. On a longtemps considéré les hadrons comme des particules élémentaires mais on comprend depuis […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-hadrons/#i_25357

PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2013

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 361 mots
  •  • 2 médias

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. Cet […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/prix-nobel-de-physique-2013/#i_25357

QUANTIQUE PHYSIQUE

  • Écrit par 
  • Claude de CALAN
  •  • 5 277 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « Effets quantiques macroscopiques »  : […] À grande échelle, l'approximation classique peut parfois se révéler insuffisante, et certains effets typiquement quantiques peuvent se manifester. C'est le cas lorsque de nombreux systèmes microscopiques sont corrélés de façon assez cohérente pour donner naissance à des phénomènes collectifs. Le magnétisme (cf.  magnétisme ), qui est dû aux propriétés statistiques des sys […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/physique-quantique/#i_25357

RELATIVITÉ - Relativité générale

  • Écrit par 
  • Thibault DAMOUR, 
  • Stanley DESER
  •  • 12 096 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Relativité générale, théorie quantique et unification »  : […] Nous n'avons jusqu'ici examiné que la relativité générale classique, qui est pertinente pour décrire la gravitation à l'échelle macroscopique, mais insuffisante pour étudier l'interaction gravitationnelle à l'échelle microscopique, où entre en jeu le caractère quantique des particules élémentaires. Nous avons déjà noté, à propos de la radiation thermique des trous noirs de Hawking, qu'un champ gr […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/relativite-relativite-generale/#i_25357

RUBBIA CARLO (1934- )

  • Écrit par 
  • Robert KLAPISCH
  •  • 1 141 mots

Carlo Rubbia 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'un des centres les plus avancés dans […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/carlo-rubbia/#i_25357

SALAM ABDUS (1926-1996)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 663 mots
  •  • 1 média

Né à Jhang (actuellement Jhang Maghiana, au Pakistan) le 29 janvier 1926, dans une famille « pieuse et instruite », Abdus Salam est mort, le 21 novembre 1996 à Londres, de la maladie de Parkinson. Lycéen exceptionnellement doué à Lahore, il avait bénéficié d'une bourse pour poursuivre des études supérieures en Grande-Bretagne ; il obtint son doctorat à Cambridge en 1951. De retour au Pakistan, sa […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/abdus-salam/#i_25357

SPIN ou MOMENT CINÉTIQUE ou ANGULAIRE INTRINSÈQUE

  • Écrit par 
  • Jean-Marc LÉVY-LEBLOND
  •  • 5 385 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « La connexion spin-statistique »  : […] Il existe une relation capitale entre le caractère entier ou demi-entier du spin des quantons d'une certaine espèce – ou de leur hélicité, dans le cas d'une masse nulle – et leur comportement collectif. On sait, en effet, que l'invariance par permutation d'un système composé de quantons identiques conduit à une dichotomie cruciale. On a, d'une part, les systèmes dont les états sont « totalement s […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/spin/#i_25357

STATISTIQUE MÉCANIQUE

  • Écrit par 
  • Berni J. ALDER, 
  • Bernard JANCOVICI
  •  • 5 921 mots
  •  • 8 médias

Dans le chapitre « Statistique de Bose-Einstein »  : […] On suppose encore que les interactions sont négligeables. Si les particules sont des bosons (c'est-à-dire des particules à spin entier ou nul) identiques, il peut maintenant y avoir un nombre quelconque de particules dans chacun des états quantiques α. On montre que le nombre moyen de particules dans l'état α est maintenant : Pour des bosons libres, un état α est caractérisé […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mecanique-statistique/#i_25357

SUPERFLUIDITÉ

  • Écrit par 
  • Sébastien BALIBAR
  •  • 5 817 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Principales étapes de la superfluidité »  : […] L'existence de la superfluidité a été simultanément découverte en décembre 1937 par deux équipes de chercheurs qui étudiaient l'hélium liquide à très basse température, en dessous de 2,2 kelvins (2,2 K = – 271  0 C ; 0 K = – 273,15  0 C) : celle de John F. Allen à Cambridge (Royaume-Uni) et celle de Piotr L. Kapitsa à Moscou (URSS) [Balibar, 2007]. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/superfluidite/#i_25357

SYMÉTRIES, physique

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 5 990 mots

Dans le chapitre «  Transformations continues et lois de conservation »  : […] Passons maintenant à l'examen de transformations décrites par un ou plusieurs paramètres variant continûment. L'exemple le plus simple est l'opération de translation dans le temps, dont le paramètre est la date. L'argument s'applique aussi bien si on modifie la date prise pour origine du temps ou si on varie la date réelle de la mesure physique. Tout ingénieur considère que les lois de l'électrom […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/symetries-physique/#i_25357

WEINBERG STEVEN (1933- )

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 439 mots

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 multiples problèmes en théorie quantique des champs, en […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/steven-weinberg/#i_25357


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Interactions fondamentales

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Quelques caractéristiques des quatre interactions fondamentales Le quantum d'interaction qualifie la particule réelle ou théorique qui s'échange lors de l'interaction considérée; les mésons p et les photons sont couramment observés et ont donc une existence réelle Les «bosons... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Particules élémentaires

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Les particules élémentaires En mécanique quantique, la matière et les forces (qui permettent sa cohésion) sont décrites en termes de particules Les constituants de la matière (fermions), contrairement aux particules qui transmettent les forces (bosons), ne peuvent se trouve simultanément... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Unification des forces fondamentales, M. Crozon

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Michel Crozon, directeur de recherche dans le laboratoire de physique des particules au CNRS, nous énumère et explicite les différentes forces fondamentales qui gouvernent l'Univers et les théories actuelles découlant de l'étude des interactions entre les particules élémentaires : le... 

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Effet photo-électrique

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Schéma de principe de l'effet photoélectrique L'atome est porté du niveau fondamental a vers un état ionisant par absorption d'un photon de fréquence ? > E1/h L'énergie cinétique de l'électron émis est égale à (h?-E1

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Paquet d'ondes à un photon incident

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Paquet d'ondes à un photon incident sur une lame séparatrice Le photon est détecté par l'un des deux photodétecteurs D1 ou D2 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Peter Higgs

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Peter Higgs, en 2008, sous l'énorme détecteur de particules Atlas qui équipe le LHC (Large Hadron Collider) au Cern Ce détecteur a permis en 2012 la mise en évidence d'une petite particule élémentaire prévue par la théorie et qui porte son nom : le boson de Higgs, chaînon manquant du... 

Crédits : CERN

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Interactions fondamentales
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Particules élémentaires
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Unification des forces fondamentales, M. Crozon
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Effet photo-électrique
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Paquet d'ondes à un photon incident
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Peter Higgs
Crédits : CERN

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