MASSE (notions de base)

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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 indiquent que ces masses sont respectivement inférieures à 15 eV, 17 000 eV et 24 000 eV, mais il est très difficile de chiffrer les incertitudes des différentes méthodes d'extraction. L'observation d'oscillations entre les différents types de neutrinos suggère que le neutrino tau aurait une masse de l'ordre de 0,05 eV. En raison du très grand nombre de neutrinos présents dans l'Univers, leur masse pourrait jouer un rôle décisif dans la masse totale et donc dans le destin de l'Univers ; il suffirait que cette masse soit un dix millième de celle de l'électron pour que la masse critique soit atteinte.

Quarks et gluons sont les constituants élémentaires de la matière nucléaire. Si les gluons semblent avoir – comme les photons, avec qui ils partagent nombre de caractéristiques – une masse nulle, le concept de masse des quarks s'est révélé plus subtil. La caractéristique de ces différentes particules (on en compte de six saveurs : u, d, s, c, b et t, chacune pouvant se trouver dans un état d'une des trois couleurs possibles, notées bleu, rouge, vert) est qu'elles restent confinées dans des états tels que le proton ; il n'est donc pas question de mesurer leur masse comme l'on mesure celle des électrons ou des neutrons, ni de parler d'une énergie « au repos ». De plus, les théories quantiques imposent une étonnante propriété à la valeur d'une masse : elle dépend du pouvoir de résolution du processus étudié. Ce phénomène – appelé renormalisation – affecte aussi bien les charges que les masses de toutes les particules ; il a été expérimentalement confirmé dans le cas de la charge des électrons, par exemple, et on s'en accommode assez facilemen [...]


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Écrit par :

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

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Voir aussi

BOSON W    BOSON Z°    BOSONS    CHAMP DE HIGGS    NEUTRINOS    PHOTON    PHYSIQUE DES PARTICULES    QUARKS

Pour citer l’article

Bernard PIRE, « MASSE (notions de base) », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 17 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/masse/