PARTICULES ÉLÉMENTAIRESDétecteurs de particules

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

L'histoire de la physique subatomique est intimement liée à l'évolution des détecteurs de particules. Ces appareils furent souvent inventés pour répondre à des exigences précises de la physique. Ils furent aussi, parfois, le fruit des retombées du progrès de la technologie. Les deux classes de phénomènes qu'ils permettent d'étudier sont les interactions des particules entre elles et leurs désintégrations. Dans le premier cas, une particule incidente entre en collision soit avec les nucléons (protons ou neutrons) des noyaux d’une cible au sein du détecteur, soit avec une autre particule accélérée dans un collisionneur, ce qui donne naissance à plusieurs particules nouvelles. Dans le second cas, une particule instable se décompose spontanément en plusieurs particules de masse plus faible. Ce sont les caractéristiques de l'ensemble des particules produites que l'on souhaite observer et mesurer.

Les détecteurs à visualisation permettent de matérialiser les trajectoires de particules ionisantes et de les photographier ; on peut ensuite procéder à un examen visuel plus ou moins automatisé du résultat. Seules les particules chargées sont ionisantes et leurs trajectoires peuvent donc être directement observées. Les particules neutres ne sont détectées qu'indirectement, soit lorsqu'elles se désintègrent en plusieurs particules chargées, soit lorsqu'elles interagissent au sein même du détecteur en donnant lieu à l'émission de particules chargées. Une des caractéristiques des détecteurs visuels est leur lenteur. En effet, sauf dans le cas des émulsions nucléaires qui permettent un enregistrement continu des phénomènes, leur mode de fonctionnement impose un délai relativement long entre les enregistrements successifs d'interactions. En outre, si les techniques visuelles autorisent un examen détaillé de chaque interaction, elles entraînent une exploitation assez lente des résultats et souffrent donc d'une limitation statistique des données obtenues. Ces détecteurs à visualisation (émulsions nucléaires, chambres à brouillard, chambr [...]


1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 17 pages

Médias de l’article

Désintégration d'un méson

Désintégration d'un méson
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Chambre à bulles : fonctionnement

Chambre à bulles : fonctionnement
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Chambre à bulles B.E.B.C.

Chambre à bulles B.E.B.C.
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Chambre à étincelles : fonctionnement

Chambre à étincelles : fonctionnement
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Afficher les 14 médias de l'article


Écrit par :

  • : conseiller scientifique au Collège de France (physique corpusculaire et cosmologie)
  • : physicien des particules élémentaires au Commissariat à l'énergie atomique
  • : physicien, Prix Nobel de physique 1992
  • : ingénieur au Commissariat à l'énergie atomique, Centre d'études nucléaires de Saclay, chercheur au Commissariat à l'énergie atomique
  • : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

Classification

Autres références

«  PARTICULES ÉLÉMENTAIRES  » est également traité dans :

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux

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

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 ?Tr […] Lire la suite

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Accélérateurs de particules

  • Écrit par 
  • Michel CROZON, 
  • Jean-Louis LACLARE
  •  • 3 503 mots
  •  • 4 médias

Les modèles et théories qui synthétisent notre compréhension actuelle de la matière et de ses constituants élémentaires – molécules, atomes, particules – ont été confrontés à une multitude d'observations expérimentales. Pour réaliser ces expériences, c'est-à-dire observer l'infiniment petit, on utilise des sondes appropriées capables de pénétrer la matière et d'interagir avec sa structure ultime ; […] Lire la suite

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Bosons

  • Écrit par 
  • Claude COHEN-TANNOUDJI, 
  • Jacques DUPONT-ROC, 
  • Gilbert GRYNBERG, 
  • Bernard PIRE
  •  • 3 727 mots
  •  • 3 médias

Particules au comportement grégaire, les bosons élémentaires sont les véhicules privilégiés des interactions fondamentales. Contrairement aux fermions, ils ont un moment angulaire intrinsèque (spin) nul ou multiple de la quantité h/2π. Le photon est l'archétype de cette famille. Photons, gluons et bosons faibles W et Z constituent la famille des bosons de jau […] Lire la suite

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions

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

Un fermion (ainsi nommé d'après Enrico Fermi, physicien italien qui a élaboré la théorie du comportement collectif de telles particules) est une particule, élémentaire ou composite, de moment angulaire intrinsèque (ou spin) multiple impair de h/4đ, où h est la constante de Planck. Les ensembles de telles particule […] Lire la suite

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Hadrons

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 4 239 mots
  •  • 2 médias

La famille des hadrons rassemble les nombreuses particules sensibles à l'interaction nucléaire forte, cette force extraordinairement intense qui assure la cohésion du noyau en confinant les nucléons – protons et neutrons – dans un tout petit volume, malgré la répulsion électrostatique entre les protons. On a longtemps considéré les hadrons comme des particules élémentaires mais on comprend depuis […] Lire la suite

ANDERSON CARL DAVID (1905-1991)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 554 mots

Le physicien américain Carl David Anderson est né à New York de parents suédois le 3 septembre 1905. Après des études au California Institute of Technology de Pasadena, il y fait toute sa carrière, jusqu'à sa retraite en 1978. Dans sa thèse de doctorat soutenue en 1930, sous la direction de Robert Millikan – célèbre pour la mesure de la constante de Planck et la détermination de la valeur de la c […] Lire la suite

ANTIMATIÈRE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE, 
  • Jean-Marc RICHARD
  •  • 6 912 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Théorie des antiparticules »  : […] À l'époque des premières spéculations sur les antiparticules, la matière pouvait être décomposée en trois constituants primordiaux : l' électron, le proton et le neutron, dont on soupçonnait l'existence et que l'on s'apprêtait à découvrir. Toutes les expériences d'électricité confirment une parfaite symétrie entre les charges positives et les charges négatives. Par exemple, deux charges positives […] Lire la suite

ASTROPARTICULES

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

Dans le chapitre « L'astronomie des neutrinos »  : […] Les neutrinos (ν), produits en grande abondance par des processus divers à des énergies qui s'étendent de 10 —5 à 10 15 électronvolts, peuplent l'Univers à raison d'environ 300 par centimètre cube. Sont-ils massifs ? Les mesures directes de leur masse, très difficiles, donnent des limites supérieures, mais plusieurs expériences ont fourni des indications de la présence d'oscillations entre les […] Lire la suite

ATOME

  • Écrit par 
  • José LEITE LOPES
  •  • 9 238 mots
  •  • 15 médias

Dans le chapitre « Particules élémentaires et atomisme »  : […] Nous sommes donc aujourd'hui bien éloignés des notions de substance primordiale et d'atome indivisible héritées des philosophes grecs (tabl. 4). Avant la découverte de la structure électronique des atomes, les particules fondamentales dont seraient faites toutes les choses étaient les atomes des éléments figurant dans la classification périodique. La découverte de l'électron et du proton puis ce […] Lire la suite

BARYONS

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 195 mots

Famille de particules sensibles à l'interaction forte et de moment angulaire intrinsèque (spin) multiple impair de h /4π ( h  = constante de Planck). On a longtemps considéré les baryons comme des particules élémentaires mais on comprend maintenant qu'ils sont des assemblages de quarks, d'antiquarks et de gluons. Leur contenu en quarks et en gluons est analysé en termes de superposition d'états : […] Lire la suite

Voir aussi

Pour citer l’article

Pierre BAREYRE, Jean-Pierre BATON, Georges CHARPAK, Monique NEVEU, Bernard PIRE, « PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Détecteurs de particules », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 23 octobre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-detecteurs-de-particules/