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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 états d'une particule unique : le nucléon. Par analogie avec les rotations dans l'espace habituel (et la notion de spin qui en découle), on appelle rotation d'isospin la transformation qui fait passer de l'état proton à l'état neutron dans un espace interne. Le nucléon est ainsi un état d'isospin 1/2, les mésons π et ρ des états d'isospin 1, etc. Les membres d'un même multiplet ont des charges électriques différentes mais des comportements semblables vis-à-vis des interactions fortes.

La notion d'isospin faible est à la base de la théorie moderne des interactions électrofaibles. Certaines particules – l'électron et son neutrino, les quarks u et d, etc. – sont groupées en couples, et on appelle rotation d'isospin faible le passage d'un membre à l'autre de ces couples. La théorie électrofaible est fondée sur le principe d'invariance de la physique par rapport à de telles transformations. Pour cette théorie, la charge d'isospin faible est ainsi l'équivalent de la charge électrique pour l'électrodynamique ou de la charge de couleur pour l'interaction nucléaire forte.

— Bernard PIRE

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Écrit par

  • : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )

Autres références

  • CINQUIÈME FORCE HYPOTHÈSE DE LA

    • Écrit par Nicolas WITKOWSKI
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    Des quatre forces fondamentales de la nature, la plus anciennement connue est aussi la plus mystérieuse. Alors que les interactions électromagnétiques forte et faible s'intègrent relativement bien dans un schéma théorique commun dit de grande unification, la gravitation reste une des grandes questions...

  • HEISENBERG WERNER KARL (1901-1976)

    • Écrit par Léon ROSENFELD
    • 3 478 mots
    • 2 médias
    ...états d'orientation du moment angulaire intrinsèque ou « spin » de l'électron ou du nucléon). Cette variable, ultérieurement généralisée sous le nom d' isospin, joue actuellement un rôle fondamental (bien qu'encore mal compris) dans la classification et les interactions des particules dites élémentaires....
  • JAUGE THÉORIES DE

    • Écrit par Bernard PIRE
    • 1 939 mots
    ...Brookhaven, près de New York, cherchent à décrire l’interaction nucléaire forte qui lie protons et neutrons dans les noyaux, en utilisant la notion de symétrie d’isospin qui relie les protons et les neutrons. La symétrie d’isospin suggérée par les résultats d’expériences de physique nucléaire avait amené...
  • NEUTRON

    • Écrit par Bernard SILVESTRE-BRAC
    • 2 267 mots
    ...particule, le nucléon, apparaît sous deux formes différentes : le proton et le neutron. On définit de cette façon un nouveau nombre quantique, l'isospin I. Le nucléon est une particule d'isospin I= 1/2 ; il se manifeste sous la forme proton lorsque la projection de I sur un axe arbitraire...

Voir aussi