NEUTRINOS

EXISTENCE DU NEUTRINO

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

L'existence du neutrino est proposée en 1930 par le physicien suisse d'origine autrichienne Wolfgang Pauli (1900-1958), pour sauvegarder le principe de conservation de l'énergie que les désintégrations radioactives β des noyaux atomiques ne semblaient pas respecter. Cette particule difficilement détectable, car elle interagit très peu avec la matière, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/existence-du-neutrino/#i_3321

DÉCOUVERTE DU NEUTRINO MUONIQUE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 208 mots

Lesphysiciens américains Jack Steinberger (né en 1921), Leon Lederman (né en 1922) et Mel Schwartz (1932-2006) montrent en 1962 qu'il existe au moins deux sortes de neutrinos, l'un attaché à l'électron, l'autre au muon. L'expérience utilise le synchrotron du Laboratoire national de Brookhaven (île de Lon […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/decouverte-du-neutrino-muonique/#i_3321

ANTARES, télescope sous-marin à neutrinos

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 307 mots

Antares, premier télescope sous-marin à neutrinos, est installé au large de La Seyne-sur-Mer (Var). Depuis juin 2008, les 12 lignes de détection d'Antares scrutent par 2 500 mètres de fond le passage de neutrinos d'origine cosmique. Couvrant une surface de 10 hectares, ce détecteur est un ensemble de mille photomultiplicateurs répartis sur 12 lignes verticales hautes de 350 mètres et espacées d'e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/antares-telescope-sous-marin-a-neutrinos/#i_3321

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_3321

ASTRONOMIE

  • Écrit par 
  • James LEQUEUX
  •  • 11 308 mots
  •  • 20 médias

Dans le chapitre « 1980-1990 : une période de transition »  : […] Les années 1980 voient la mise en service de nouveaux grands instruments comme le Very Large Array américain, un interféromètre radio géant constitué de vingt-sept antennes mobiles de 25 mètres de diamètre. L'attention se porte vers les domaines de longueurs d'onde encore peu explorés en raison des difficultés techniques, comme les ondes radio millimétriques, observables depuis le sol, et les ray […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/astronomie/#i_3321

ASTROPARTICULES

  • Écrit par 
  • Pierre BAREYRE
  •  • 2 132 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « L'astronomie des rayons gamma et des neutrinos de haute énergie »  : […] Au cours des années 1990, des résultats considérables ont été obtenus en astronomie des rayons gamma de haute énergie, grâce aux nombreuses recherches de sources de rayons cosmiques. Parmi les particules de charge électrique nulle qui permettent de remonter à leur source en examinant leur direction d'incidence, les rayons gamma constituent le meilleur traceur, malgré leur faible flux (environ 1 ce […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/astroparticules/#i_3321

BAHCALL JOHN NORRIS (1934-2005)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 855 mots

Astrophysicien américain né le 30 décembre 1934 à Shreveport en Louisiane et décédé le 17 août 2005 à New York. De ses travaux, on retient principalement ceux que John Norris Bahcall consacra au Soleil et aux rayonnements cosmiques, notamment les neutrinos, que cette étoile émet. Petit-fils d'immigrés russes issu d'une famille juive modeste, Bahcall entre à l'université de Louisiane pour étudier l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/john-norris-bahcall/#i_3321

BÊTA RAYONNEMENT

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 172 mots

Forme de radioactivité dans laquelle un noyau émet un électron et un antineutrino (rayon bêta moins) ou un positron et un neutrino (rayon bêta plus). Ce processus donne naissance à un autre noyau ayant un neutron de moins et un proton de plus que le noyau initial. Les travaux de Wolfgang Pauli, Francis Perrin et Enrico Fermi permirent de comprendre en 1932-1934 que la désintégration bêta moins ét […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/rayonnement-beta/#i_3321

COWAN CLYDE L. Jr. (1919-1974)

  • Écrit par 
  • Georges KAYAS
  •  • 550 mots

Physicien et chimiste américain dont les travaux portent sur la physique nucléaire, la physique des particules et le rayonnement cosmique. Clyde L. Cowan commence par étudier la chimie à l'École des mines et de métallurgie du Missouri où il obtient le titre d'ingénieur-chimiste (1940). Pendant la Seconde Guerre mondiale, il est capitaine d'aviation et, après la guerre, il suit l'enseignement de l' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/clyde-l-cowan/#i_3321

DAVIS RAYMOND Jr. (1914-2006)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 396 mots

Physicien américain des particules élémentaires, prix Nobel de physique 2002 pour ses travaux pionniers dans la détection des neutrinos d'origine solaire. Né le 14 octobre 1914 à Washington (États-Unis), Raymond Davis Jr. a fait ses études supérieures à l'université du Maryland avant d'obtenir sa thèse en chimie physique à l'université Yale à New Haven (Connecticut) en 1942. Après quatre années de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/raymond-davis/#i_3321

FERMI ENRICO (1901-1954)

  • Écrit par 
  • P. M. HEIMANN, 
  • Eduardo de RAFAEL
  •  • 1 830 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Recherches sur le noyau de l'atome »  : […] Fermi s'intéressa ensuite au problème de la constitution du noyau atomique, et particulièrement à sa désintégration β — (émission d'électrons par des noyaux radioactifs). Pour fournir une explication de ce phénomène qui rende compte de la loi de conservation de l'énergie, Wolfgang Pauli avait imaginé que des particules hypothétiques étaient émises en même temps que les électrons. En 1934, Fermi a […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/enrico-fermi/#i_3321

INTERACTIONS (physique) - Interaction électrofaible

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

Dans le chapitre « Questions ouvertes »  : […] Selon la théorie électrofaible, l'interaction au niveau des leptons couple de façon fondamentale l'électron au neutrino électronique, le muon au neutrino muonique, le lepton tau au neutrino tauique. En d'autres termes, l'électron qui absorbe un boson W + se transforme en un neutrino électronique. Mais quelle est la réaction équivalente du côté des quarks ? Pour expliquer la désintégration β du […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interactions-physique-interaction-electrofaible/#i_3321

KOSHIBA MASATOSHI (1926- )

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 375 mots

Physicien des particules élémentaires, prix Nobel de physique 2002 (co-lauréat avec Riccardo Giacconi et Raymond Davis) pour sa contribution essentielle à la compréhension des neutrinos d'origine cosmique. Né le 19 septembre 1926 à Toyohashi, près de Nagoya, au Japon, Masatoshi Koshiba commence ses études supérieures à l'université de Tōkyō et les poursuit de 1951 à 1955 à l'université de Rochest […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/koshiba/#i_3321

LEDERMAN LEON (1922-2018)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 458 mots

Né le 15 juillet 1922 à New York dans une famille d'émigrés russes, Leon Lederman servit trois ans dans l'armée américaine durant la Seconde Guerre mondiale, puis fit ses études à l'université Columbia de New York où il soutint sa thèse en 1951. Nommé professeur de physique en 1958, il resta à Columbia jusqu'en 1979, année où il devint directeur du laboratoire national Fermi (Fermilab) à Batavia ( […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/leon-lederman/#i_3321

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 indiquent que ces masses sont re […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/masse/#i_3321

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_3321

NOVAE ET SUPERNOVAE

  • Écrit par 
  • Jean AUDOUZE
  •  • 3 499 mots
  •  • 9 médias

Dans le chapitre « Les supernovae »  : […] Le phénomène de supernova est à la fois très rare, puisqu'il ne survient en moyenne que tous les cinquante ans dans une galaxie comme la nôtre, et très spectaculaire ; l'explosion d'une supernova libère en effet une quantité d'énergie pratiquement égale à 10 p. 100 de celle qui est émise par l'ensemble de la galaxie. Une étoile seule brille alors comme une dizaine de milliards de ses congénères. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/novae-et-supernovae/#i_3321

ONDES GRAVITATIONNELLES

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 6 832 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « Vers une nouvelle astronomie »  : […] La découverte des ondes gravitationnelles annoncée en février 2016 n’est pas restée longtemps une observation isolée dont l’interprétation soulèverait plus de questions que de promesses de progrès scientifique. En juin 2016, la collaboration LIGO-Virgo a publié le résultat d’une analyse concluant à la détection d’une autre onde gravitationnelle le 26 décembre 2015. Les deux premiers événements son […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ondes-gravitationnelles/#i_3321

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux

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

Dans le chapitre « La physique des particules des années 1990 »  : […] La découverte du quark top en 1994 auprès du grand accélérateur – le Tevatron – de Fermilab, près de Chicago, complète le couple (t,b) de quarks. Rappelons que la théorie électrofaible aime à assembler sous forme de représentations fondamentales du groupe de jauge SU(2) x U(1) les leptons et les quarks : un quark de charge +2/3 devait donc être associé au quark b. Malgré ce succès, les autorités d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-caracteres-generaux/#i_3321

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions

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

Dans le chapitre « Problèmes liés à la masse des neutrinos »  : […] Les questions de la masse des neutrinos et de la conservation des nombres leptoniques sont actuellement des questions ouvertes, en ce sens qu'aucune contrainte théorique ne les détermine. Cependant, leurs implications théoriques peuvent être considérables, et l'étude expérimentale très fine de ces questions est – pour de nombreuses années encore – à l'ordre du jour. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-fermions/#i_3321

PAULI WOLFGANG (1900-1958)

  • Écrit par 
  • Charles P. ENZ
  •  • 2 217 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Le neutrino »  : […] Après avoir passé cinq ans à Hambourg comme privat-docent et assistant de W. Lenz, lui-même élève d'A. Sommerfeld, séjour animé par de longues discussions avec Otto Stern, Pauli fut nommé professeur de physique théorique à l'École polytechnique fédérale de Zurich en 1928. Ce fut une période mouvementée, marquée par un mariage éphémère et par sa rencontre avec le célèbre psychiatre Carl Gustav Jung […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/wolfgang-pauli/#i_3321

PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2015

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 1 080 mots
  •  • 2 médias

Le physicien japonais Takaaki Kajita (né en 1959) et le physicien canadien Arthur B. McDonald (né en 1943) se partagent le prix Nobel de physique 2015 pour leurs contributions essentielles à la compréhension des propriétés des neutrinos, par deux expériences qui ont établi le phénomène appelé « oscillation des neutrinos ». Les neutrinos sont les plus discrètes des particules élémentaires car le […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/prix-nobel-de-physique-2015/#i_3321

RAYONNEMENT COSMIQUE - Rayons cosmiques

  • Écrit par 
  • Lydie KOCH-MIRAMOND, 
  • Bernard PIRE
  •  • 6 237 mots
  •  • 8 médias

Dans le chapitre «  La découverte des rayons cosmiques »  : […] En 1912, le physicien autrichien Victor Franz Hess (1883-1964) vole à bord de ballons ouverts atteignant 5 kilomètres d'altitude ; il a la surprise de constater que, au-delà de 1 kilomètre d'altitude, les fines feuilles de son électroscope enregistrent une charge électrique qui augmente régulièrement à mesure que le ballon s'élève. Il conclut à l'existence d'un rayonnement ionisant d'origine cosm […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/rayonnement-cosmique-rayons-cosmiques/#i_3321

REINES FREDERICK (1918-1998)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 384 mots

Né à Paterson (New Jersey) le 16 mars 1918, Frederick Reines est le fils d'émigrés russes. Après des études à l'institut de technologie Steven, puis à l'université de New York où il soutint sa thèse en physique nucléaire théorique en 1944, il rejoignit le groupe théorique du projet Manhattan à Los Alamos. Il resta quinze ans dans ce laboratoire et y étudia de nombreux effets des explosions nucléai […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/frederick-reines/#i_3321

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_3321

SCHWARTZ MELVIN (1932-2006)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 887 mots

Physicien américain, Prix Nobel de physique en 1988. Né le 2 novembre 1932 dans le quartier du Bronx à New York, Schwartz suit les cours du Bronx High School of Science, lycée exceptionnel par ses ambitions et sa fréquentation, d'où sont issus sept Prix Nobel de physique. Le jeune Melvin croise dans les couloirs de son école Leon N. Cooper (né en 1930), Sheldon L. Glashow (né en 1932) et Steven […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/melvin-schwartz/#i_3321

SOLEIL

  • Écrit par 
  • Pierre LANTOS
  •  • 5 471 mots
  •  • 10 médias

Dans le chapitre « Structure interne »  : […] Les photons formés à l'intérieur du Soleil n'étant pas observables, il est fait appel, pour obtenir des informations expérimentales sur l'intérieur du Soleil, à des particules capables de le traverser, les neutrinos, ou à des phénomènes globaux d'oscillation qui permettent de sonder le Soleil comme le fait, pour la Terre, la sismologie. Les données, pourtant, ne peuvent s'interpréter qu'à travers […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/soleil/#i_3321

SPIN ou MOMENT CINÉTIQUE ou ANGULAIRE INTRINSÈQUE

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

Dans le chapitre « Spin et relativités »  : […] Le spin, s'il est, comme tout moment angulaire quantique, étroitement lié au groupe des rotations spatiales, prend un sens encore plus spécifique et plus profond dans un cadre spatio-temporel plus large. Les rotations ne forment en effet qu'un sous-groupe d'un ensemble plus large : le groupe de toutes les symétries cinématiques, c'est-à-dire toutes les transformations spatio-temporelles laissant […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/spin/#i_3321

STEINBERGER JACK (1921- )

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 709 mots

Né le 21 mai 1921 à Bad Kissingen (Allemagne), Jack Steinberger est le fils du professeur de religion de la petite communauté juive de la station thermale d'alors. Embarqué avec trois cents autres enfants juifs allemands accueillis par des organisations juives américaines, il débarqua à New York avec son frère aîné en décembre 1934 et fut « adopté » par une famille de Chicago avant que ses parents […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/jack-steinberger/#i_3321

UNIVERS (notions de base)

  • Écrit par 
  • Universalis
  •  • 4 767 mots
  •  • 17 médias

Dans le chapitre « Capter l’imperceptible »  : […] Tous les signaux dont nous venons de parler appartiennent au spectre « électromagnétique ». D’autres signaux, très difficiles à capter, nous parviennent aussi, et leur observation est un des défis du xxi e   siècle. Les neutrinos énergétiques sont extrêmement abondants, mais interagissent peu avec la matière, ce qui les rend difficiles à observer. Pour cela, on utilise des cibles de grande masse […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/univers-notions-de-base/#i_3321


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Neutrinos : propriétés

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Propriétés des neutrinos 

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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Physique des particules

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Distinguer les constituants de la matière n'est pas facile Pour étudier ces particules dites élémentaires, on a besoin d'accélérateurs et d'ensembles de détection souvent gigantesques, comme ceux qui sont développés au Cern En effet, les microscopes les plus puissants ne permettent pas... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Production de neutrinos cosmiques

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Production de neutrinos cosmiques et limites inférieures de la durée de vie des neutrinos déduites de diverses observations 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Wolfgang Pauli

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Wolfgang Pauli, physicien d'origine autrichienne, Prix Nobel de physique 1945, connu principalement pour son fameux «principe d'exclusion» et l'hypothèse de l'existence du neutrino 

Crédits : The Nobel Foundation

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Neutrinos : propriétés
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Particules élémentaires
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Physique des particules
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Production de neutrinos cosmiques
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Wolfgang Pauli
Crédits : The Nobel Foundation

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