INTERACTIONS (physique) Interaction nucléaire faible
- Article mis en ligne le
- Modifié le
- Écrit par Bernard PIRE
Quarks et interaction faible
Dès le début des années 1960, le théoricien italien Nicola Cabibbo (1935-2010) montre dans un modèle primitif de quarks (antérieur à la construction de la chromodynamique quantique quelques années plus tard) que l’interaction faible ne considère pas les quarks selon le même angle de vue que les autres forces : un quark u, par exemple, se transmute plutôt en une combinaison linéaire de quarks d et s.Il introduit un angle de mélange (appelé angle de Cabibbo) α et la transmutation du quark u produit une superposition de quarks : d' = d cos α + s sin α.
L'expérience montre que α est de l'ordre de 13 degrés. Une dizaine d'années plus tard, Makoto Kobayashi (né en 1944) et Toshihide Maskawa (né en 1940) généralisent cette idée dans le cadre de la théorie proposée par Salam et Weinberg pour les interactions électrofaibles. Afin de décrire l'effet subtil de brisure de la symétrie CP, ils démontrent que l’idée de Cabibbo peut en rendre compte dès lors qu'il existe au moins une famille de deux quarks supplémentaires aux quatre quarks (notés u, d, s et c) considérés jusqu’alors. En 1977 et en 1995, les découvertes du quark b puis du quark t démontrent la pertinence du raisonnement des théoriciens japonais. Dans leur article publié en février 1973 dans la revue japonaise Progress of TheoreticalPhysics sous le titre « La violation de CP dans la théorie renormalisable des interactions faibles », ils montrent qu’il suffit d’introduire une phase (c’est-à-dire un angle de mélange complexe) dans la matrice (à trois lignes et trois colonnes) qui représente la superposition de types de quarks vue par le boson W – la matrice CKM (du nom des trois théoriciens).
Déterminer les valeurs des coefficients de cette matrice nécessite l'analyse fine de nombreuses réactions faibles, en particulier les désintégrations des mésons lourds contenant le quark b. Expliquer ces valeurs est un défi théorique de même nature que l'explication de la valeur des masses des particules élémentaires.
La suite de cet article est accessible aux abonnés
- Des contenus variés, complets et fiables
- Accessible sur tous les écrans
- Pas de publicité
Déjà abonné ? Se connecter
Écrit par
- Bernard PIRE : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau
Classification
Pour citer cet article
Bernard PIRE. INTERACTIONS (physique) - Interaction nucléaire faible [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )
Article mis en ligne le et modifié le 30/04/2024
Médias
Chen-Ning Yang et Tsung-Dao Lee
Keystone/ Hulton Archive/ Getty Images
Enrico Fermi
Keystone/ Hulton Archive/ Getty Images
Abdus Salam
Keystone/ Hulton Archive/ Getty Images
Autres références
-
INTERACTION (physique)
- Écrit par Étienne KLEIN
- 1 683 mots
Dans la nature, les objets sont soumis à toutes sortes de forces qui s'exercent à distance. Ainsi, par exemple, deux masses s'attirent, deux charges électriques s'attirent ou se repoussent suivant leur signe. Les objets ont une action l'un sur l'autre : ils interagissent. La conception classique de...
-
PARTICULES ÉLÉMENTAIRES
- Écrit par Maurice JACOB et Bernard PIRE
- 8 172 mots
- 12 médias
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.... -
DÉTECTEURS DE PARTICULES
- Écrit par Pierre BAREYRE , Jean-Pierre BATON , Georges CHARPAK , Monique NEVEU et Bernard PIRE
- 10 978 mots
- 12 médias
...mesurer leur flux moyen, leur énergie, leur position spatiale, ou à déterminer leur nature. Les problèmes varient suivant la nature des rayonnements dont l'interaction avec la matière conditionne le choix du type de détecteur. Mais, en règle générale, l'impulsion électrique finale est commandée par l'interaction... -
AXIONS
- Écrit par Bernard PIRE
- 2 118 mots
- 2 médias
...théorie, la chromodynamique quantique (QCD, pour Quantum ChromoDynamics), construite au début des années 1970 pour rendre compte des manifestations de l’interaction forte liant quarks et gluons comme éléments fondamentaux de la matière nucléaire. Pour suivre le raisonnement des physiciens théoriciens,... -
BANDES D'ÉNERGIE THÉORIE DES
- Écrit par Daniel CALÉCKI
- 946 mots
- Afficher les 37 références
