MUON ET MODÈLE STANDARD EN PHYSIQUE

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Spin et moment magnétique des particules élémentaires

En physique classique, un corps chargé en rotation est sensible à un champ magnétique, cette sensibilité étant caractérisée par l’intensité de son moment magnétique. Ainsi, un électron (de charge Q et de masse m) en rotation uniforme à une vitesse v sur une boucle de courant de rayon r a un moment magnétique proportionnel à son moment angulaire (produit vectoriel m·r·v). Le coefficient de proportionnalité – appelé rapport gyromagnétique – est égal à Q/2m.

En physique quantique, les expériences ont démontré qu’il faut aussi tenir compte de l’existence d’un moment angulaire intrinsèque de pratiquement toutes les particules élémentaires, appelé « spin ». Cette espèce de rotation sur elle-même d’une entité pourtant ponctuelle est quantifiée par la minuscule constante de Planck h = 6,63 × 1034 joule seconde (J·s) : le spin de l’électron, du muon, des neutrinos ou des quarks est égal à h/4π, tandis que le spin du photon ou celui des gluons égale h/2π ; le boson de Higgs est la seule particule élémentaire connue dont le spin soit nul.

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Déplacement de l’anneau de stockage de l’expérience  « Muon g – 2 »

Déplacement de l’anneau de stockage de l’expérience  « Muon g – 2 »
Crédits : Brookhaven National Laboratory/ Alamy/ Hemis

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Comparaison de la valeur théorique et des valeurs expérimentales du rapport gyromagnétique du muon

Comparaison de la valeur théorique et des valeurs expérimentales du rapport gyromagnétique du muon
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Écrit par :

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

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Pour citer l’article

Bernard PIRE, « MUON ET MODÈLE STANDARD EN PHYSIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 15 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/muon-et-modele-standard-en-physique/