PARTICULES ÉLÉMENTAIRESDétecteurs de particules

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Détecteurs à visualisation

Les détecteurs à visualisation permettent de matérialiser les trajectoires de particules ionisantes et de les photographier ; on peut ensuite procéder à un examen visuel du résultat. Seules les particules chargées sont ionisantes et leur trajectoire peut donc être directement observée. Les particules neutres n'y sont détectées qu'indirectement. Ces appareils rendent possible un examen détaillé de chaque interaction mais leur exploitation est si lente qu'on leur préfère souvent les détecteurs électroniques.

L'émulsion nucléaire

La sensibilité de l'émulsion photographique au rayonnement nucléaire avait permis à Antoine Becquerel de découvrir la radioactivité naturelle en 1896. Ce n'est que vers 1925 cependant qu'il fut établi que des trajectoires individuelles de protons lents ou de particules α pouvaient être détectées grâce aux émulsions.

L'émulsion photographique est composée de grains de bromure d'argent (AgBr) dispersés dans de la gélatine. Lors de son passage dans l'émulsion, une particule chargée ionise des grains de bromure d'argent. Ces grains ionisés sont transformés en argent métallique lors du développement. Après fixation et rinçage pour éliminer le bromure d'argent non ionisé, les grains d'argent alignés le long des trajectoires des particules sont observés au microscope. Les émulsions photographiques usuelles n'ont pu être utilisées en l'état pour l'étude des particules. Leur faible sensibilité permettait seulement la détection de particules extrêmement ionisantes, c'est-à-dire de très faible énergie. La faible épaisseur d'émulsion (moins de 10 μm) ne permettait d'observer que des particules en incidence rasante. De longs travaux permirent d'aboutir en 1948 à des émulsions sensibles aux particules de très grande vitesse et donc à faible pouvoir ionisant. Appelées émulsions nucléaires, elles diffèrent des émulsions ordinaires par leur haute teneur en bromure d'argent, en grains très fins (de taille inférieure au micromètre) et sont déposées en c [...]


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 14 octobre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-detecteurs-de-particules/