PARTICULES ÉLÉMENTAIRESCaractères généraux

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Les physiciens poursuivent l'étude de la structure de la matière dans le but de trouver plus d'unité et de simplicité dans un monde qui nous frappe par sa diversité et son apparente complexité. N'est-il pas remarquable de pouvoir ramener la variété quasi infinie des objets qui nous entourent aux multiples constructions de quelques constituants fondamentaux ?

Trouver ces constituants, et comprendre la façon dont ils se lient entre eux, est le but de la physique des particules élémentaires. Il s'agit d'une physique quantique où le prix à payer pour la résolution recherchée est l'énergie de choc entre particules. La physique des particules élémentaires s'identifie presque entièrement à la physique des hautes énergies. Cette physique est aussi, de ce fait, une des clés de la cosmologie moderne.

La reconnaissance du caractère élémentaire d'une particule évolue avec le degré de précision des observations. Le proton et le neutron ont ainsi perdu le statut de particule élémentaire au profit des quarks et des gluons qui les composent. En revanche, l'électron, le neutrino et le photon semblent bien encore dépourvus de structure interne. Les progrès théoriques ont permis de classifier les particules par le biais de la théorie mathématique des représentations des groupes de symétrie. Les progrès techniques ont permis par ailleurs de déceler l'existence de particules de masses élevées – les quarks et les leptons lourds et les bosons faibles – ou extraordinairement discrètes, comme les gluons ou les neutrinos. Ces dernières décennies, accélérateurs de particules toujours plus puissants et ensembles de détection sophistiqués ont ainsi fait progresser de façon remarquable la connaissance de l'infiniment petit.

Essai de définition de la particule élémentaire

Nous n'avons encore jamais été déçus dans notre recherche d'unité et de simplicit [...]


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Niveaux de structure

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Particules élémentaires : propriétés

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Modes d'interaction des quarks et des leptons

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Écrit par :

  • : physicien au Cern, Genève, membre de l'Académie des sciences de Suède, correspondant de l'Académie des sciences de France
  • : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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Pour citer l’article

Maurice JACOB, Bernard PIRE, « PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 07 août 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-caracteres-generaux/