PARTICULES ÉLÉMENTAIRESDétecteurs de particules

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

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

Tous les médias


Détecteurs électroniques

Les détecteurs servent à compter les particules émises par des noyaux ou des atomes instables, à mesurer leur flux moyen, leur énergie, leur position spatiale, ou à déterminer leur nature. Les problèmes varient suivant la nature des rayonnements dont l'interaction avec la matière conditionne le choix du type de détecteur. Mais, en règle générale, l'impulsion électrique finale est commandée par l'interaction électromagnétique du rayonnement, ou du produit de ses réactions, avec les milieux détecteurs ; ces derniers sont limités à quelques classes importantes que nous utilisons pour structurer cet article.

La libération d'ions et surtout d'électrons est exploitée dans les détecteurs gazeux, liquides ou solides, décrits dans la première partie.

La détection des photons différés, produits dans les scintillateurs, est décrite dans la deuxième partie.

L'émission instantanée de photons, due à l'interaction cohérente avec les atomes d'un milieu homogène ou hétérogène, est exploitée dans le compteur de Tcherenkov ou à radiation de transition et est décrite dans la troisième partie.

Détection des électrons et des ions libérés dans les milieux détecteurs

Détecteurs à remplissage gazeux

Une particule chargée traversant un gaz ionise celui-ci par des collisions avec le cortège électronique. Les électrons éjectés peuvent rester libres, dans les gaz nobles par exemple, ou être rapidement capturés par certaines molécules, comme l'oxygène. Si un champ électrique est appliqué dans le milieu ionisé, une grande diversité de phénomènes peut être observée, suivant la nature des gaz et l'intensité du champ électrique. L'exploitation de ces phénomènes conduit à divers types de détecteurs.

Si le champ électrique est faible et que les électrons n'acquièrent pas suffisamment d'énergie entre [...]

1 2 3 4 5

pour nos abonnés,
l’article se compose de 17 pages




Écrit par :

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

Classification


Autres références

«  PARTICULES ÉLÉMENTAIRES  » est également traité dans :

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux

  • Écrit par 
  • Maurice JACOB, 
  • Bernard PIRE
  •  • 8 166 mots
  •  • 13 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 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-caracteres-generaux/

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Accélérateurs de particules

  • Écrit par 
  • Michel CROZON, 
  • Jean-Louis LACLARE
  •  • 3 505 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 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-accelerateurs-de-particules/

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Bosons

  • Écrit par 
  • Claude COHEN-TANNOUDJI, 
  • Jacques DUPONT-ROC, 
  • Gilbert GRYNBERG, 
  • Bernard PIRE
  •  • 3 728 mots
  •  • 4 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 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-bosons/

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions

  • Écrit par 
  • Jean-Eudes AUGUSTIN, 
  • Michel PATY, 
  • Bernard PIRE
  •  • 16 246 mots
  •  • 16 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 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-fermions/

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Hadrons

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 4 240 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 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-hadrons/

ANDERSON CARL DAVID (1905-1991)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 567 mots

Carl David Anderson naquit à New York de parents suédois le 3 septembre 1905. Après des études au California Institute of Technology de Pasadena (Calif.), il y fit 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 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/carl-david-anderson/#i_3316

ANTIMATIÈRE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE, 
  • Jean-Marc RICHARD
  •  • 6 914 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Théorie des antiparticules »  : […] Les résultats établis historiquement d'abord pour l'électron sont en fait plus généraux. Chaque particule possède une antiparticule qui lui est associée. Elles ont les mêmes caractéristiques mécaniques, c'est-à-dire même masse et même moment cinétique intrinsèque, ou spin. Mais une particule et son antiparticule ont des valeurs opposées de leurs […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/antimatiere/#i_3316

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 1015 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, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/astroparticules/#i_3316

ATOME

  • Écrit par 
  • José LEITE LOPES
  •  • 9 244 mots
  •  • 17 médias

Dans le chapitre « Particules élémentaires et atomisme »  : […] 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 celle du neutron ont suscité l'espoir qu'on […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/atome/#i_3316

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 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/baryons/#i_3316

BELL INÉGALITÉ DE ou THÉORÈME DE BELL

  • Écrit par 
  • Bernard CAGNAC
  •  • 1 185 mots

Les phénomènes envisagés dans le paradoxe E.P.R. sont ceux où des particules, qui ont été en étroite interaction, s'éloignent ensuite indéfiniment l'une de l'autre. L'exemple très simple proposé par D. Bohm et Y. Aharonov est celui où un système immobile de spin 0 se désintègre spontanément en deux particules de spin 1/2. À […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/bell-theoreme-de-bell/#i_3316

BIG BANG

  • Écrit par 
  • Marc LACHIÈZE-REY
  •  • 2 530 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Accélération de l'expansion de l'Univers »  : […] Les calculs effectués dans le cadre du big bang donnent effectivement les bonnes valeurs. En outre, cette confrontation entre calculs et observations avait permis de prédire un résultat important de physique des particules : il existe au plus quatre familles de particules (alors que ce nombre pouvait atteindre la centaine selon la physique des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/big-bang/#i_3316

BOSE-EINSTEIN CONDENSATION DE

  • Écrit par 
  • Elisabeth GIACOBINO
  •  • 2 756 mots

Dans le chapitre « Le principe de la condensation de Bose-Einstein »  : […] soit à basse température. Cette condensation ne déroge pas à la règle puisqu'elle apparaît lorsqu'on se rapproche du zéro absolu (— 273 0C ou 0 K). Autre fait remarquable et typique du monde quantique, elle ne peut se produire que pour un certain type de particules, les bosons (terme provenant de leur inventeur, Bose […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/condensation-de-bose-einstein/#i_3316

CHAMBERLAIN OWEN (1920-2006)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 779 mots

conçu par Ernest Lawrence et Edwin McMillan à Berkeley, est une machine de ce type ; il permet d'amener des protons jusqu'à une énergie de 6 milliards d'électronvolts, ce qui est suffisant pour produire une paire proton-antiproton par conversion d'énergie cinétique en énergie de masse. Juste après sa mise en service en 1954, Chamberlain participe, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/owen-chamberlain/#i_3316

CHAMP, physique

  • Écrit par 
  • Viorel SERGIESCO
  •  • 847 mots

Entité décrite par l'ensemble des valeurs d'une grandeur physique, en général à plusieurs composantes, en tous les points de l'espace. D'ordinaire, le champ dépend aussi du temps (évolution du champ). On appelle couramment « champ en un point et au temps t » la valeur de la grandeur prise en un point et […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/champ-physique/#i_3316

CHAMPS THÉORIE DES

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 4 478 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre «  Théories de jauge et description des interactions nucléaires »  : […] une preuve que les champs échangés entre les protons et les neutrons d'un noyau atomique, par exemple, étaient quantifiés en des particules de masse intermédiaire entre celles des électrons et des protons ; ces mésons (en particulier le méson π), prédits par le physicien japonais Hideki Yukawa (1907-1981) en 1935, furent bien découverts dans […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/theorie-des-champs/#i_3316

CHROMODYNAMIQUE QUANTIQUE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 115 mots

Construite sur le modèle de l'électrodynamique, la théorie de la chromodynamique quantique explique l'interaction nucléaire forte responsable de la cohésion des noyaux atomiques. Fondée sur un principe abstrait de symétrie, dite de jauge, elle repose sur l'existence d'une charge dite de « couleur » portée par les quarks présents dans les protons et […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/chromodynamique-quantique/#i_3316

COMPTON EFFET

  • Écrit par 
  • Michel BAUBILLIER, 
  • Bernard PIRE
  •  • 2 556 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Diffusion Compton et structure du proton »  : […] vient du fait qu'on comprend bien la propagation des photons et leur interaction avec des particules élémentaires électriquement chargées. Cette connaissance est exprimée par l'adéquation des calculs théoriques fondés sur l'électrodynamique quantique à de nombreuses quantités mesurables. Les tests obtenus à partir de la diffusion Compton sur un […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-compton/#i_3316

CRONIN JAMES WATSON (1931-2016)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 368 mots

Fils d'un professeur de latin et de grec à l'université méthodiste de Dallas, James Watson Cronin est né le 29 septembre 1931 à Chicago. Il fit ses études supérieures à l'université de Chicago et y soutint sa thèse en 1955. Il rejoignit alors le groupe de physiciens travaillant auprès d'un nouvel accélérateur, le cosmotron de Brookhaven dans l'île […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/james-watson-cronin/#i_3316

DALITZ RICHARD (1925-2006)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 760 mots

Physicien britannique. Né le 28 février 1925 dans la petite ville de Dimboola à 300 kilomètres de Melbourne (Australie), le théoricien britannique Richard Dalitz a contribué de multiples façons aux progrès de la physique des particules élémentaires […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/richard-dalitz/#i_3316

DÉCOUVERTE DE L'ANTIMATIÈRE

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

Le théoricien britannique Paul Dirac (1902-1984) prédit, en 1931, que, par nécessité de cohérence mathématique, une théorie quantique et relativiste doit associer à toute particule, comme l'électron, un alter ego de charge opposée. Le 2 août 1932, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/decouverte-de-l-antimatiere/#i_3316

DÉCOUVERTE DES BOSONS W ET Z

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 157 mots

La découverte des bosons W et du boson Z en 1983 au collisionneur proton-antiproton du Cern confirme la théorie électrofaible de Sheldon Glashow, Steven Weinberg et Abdus Salam. Cette découverte a été rendu possible par la mise au point au Cern de Genève d'un intense faisceau d'antiprotons grâce à une […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/decouverte-des-bosons-w-et-z/#i_3316

EXISTENCE DU GLUON

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 188 mots

Les chercheurs du centre Desy à Hambourg (Allemagne) mettent en évidence, en 1979, l'existence du gluon. Par une analyse précise de la topologie des trajectoires de particules créées dans l'annihilation d'un électron et d'un positon à haute énergie, les physiciens ont montré, cette année-là, que dans quelque 10 p. 100 des cas, les particules […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/existence-du-gluon/#i_3316

EXISTENCE DU NEUTRINO

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 107 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 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/existence-du-neutrino/#i_3316

FITCH VAL LOGSDON (1923-2015)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 360 mots

Né le 10 mars 1923 dans un ranch du Nebraska, Val Logsdon Fitch fut, durant la Seconde Guerre mondiale, envoyé comme militaire-technicien au laboratoire de Los Alamos, où il devint un expérimentateur expert en côtoyant les grands physiciens attachés au projet Manhattan. Il compléta ses études universitaires après la guerre à l'université McGill de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/val-logsdon-fitch/#i_3316

DÉCOUVERTE DU NEUTRINO MUONIQUE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 208 mots

(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 Long Island, près de New York). Les collisions sur des noyaux cibles des protons qui y sont accélérés produisent […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/decouverte-du-neutrino-muonique/#i_3316

GELL-MANN MURRAY (1929-    )

  • Écrit par 
  • Viorel SERGIESCO
  •  • 389 mots

Physicien théoricien américain, né à New York le 15 septembre 1929. Nommé en 1952 professeur assistant à l'université de Chicago, Gell-Mann rejoint en 1955 le California Institute of Technology (Caltech) à Pasadena. Il y est nommé professeur de physique théorique en 1967. Lauréat du prix Nobel de physique en 1969, Gell-Mann est à l'origine des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/murray-gell-mann/#i_3316

GLUONS

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 217 mots

Particule élémentaire dont l'échange entre deux autres particules caractérise l'interaction nucléaire forte. De masse nulle, neutre électriquement, cette particule de moment angulaire intrinsèque (ou spin) égal à h/2π, où h est la constante de Planck, est l'équivalent du photon dans la théorie de la […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/gluons/#i_3316

GOLDHABER GERSON (1924-2010)

  • Écrit par 
  • Nora Sørena CASEY
  •  • 330 mots

la suite renommé Lawrence Berkeley National Laboratory (ou plus simplement Berkeley Lab). Son équipe y valide la découverte de l'antiproton (qui avait été récompensée par le prix Nobel) puis identifie en 1963 une nouvelle particule, le méson A. En 1974, Goldhaber et d'autres chercheurs détectent la particule élémentaire nommée J/ψ dans une nouvelle […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/gerson-goldhaber/#i_3316

GRAVITON

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 105 mots

Particule élémentaire hypothétique vectrice de l'interaction gravitationnelle. De masse nulle, neutre électriquement, cette particule serait l'équivalent du photon dans une théorie encore inexistante de la gravitation quantique. Son échange entre deux particules massives exprimerait l'attraction gravitationnelle. Les propriétés de la gravitation […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/graviton/#i_3316

HEISENBERG WERNER KARL (1901-1976)

  • Écrit par 
  • Léon ROSENFELD
  •  • 3 503 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Théorie quantique des champs »  : […] Ainsi se révélait le caractère universel de la complémentarité entre champ et particule : à chaque espèce de champ de force est associée une espèce déterminée de particule, et réciproquement, chaque espèce de particule est susceptible, sous sa forme ondulatoire, de transmettre une interaction spécifique entre constituants d'une autre espèce […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/werner-karl-heisenberg/#i_3316

HIGGS BOSON DE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 2 572 mots
  •  • 3 médias

Depuis la découverte du neutron, du muon, des divers mésons, des neutrinos puis des six quarks, des gluons et des bosons W et Z vecteurs de l'interaction faible, la chasse aux nouvelles particules est un des fils conducteurs les plus lisibles de la physique subatomique. Si certaines de ces découvertes […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/boson-de-higgs/#i_3316

INTERACTIONS (physique) - Interaction électrofaible

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 2 110 mots
  •  • 4 médias

Bien qu'à l'exception des photons et des gluons toutes les particules élémentaires soient soumises aux effets de l'interaction faible, il faut distinguer les neutrinos pour le rôle essentiel que l'étude de ces particules a joué dans les progrès de sa compréhension. Dépourvus de charge électrique et de charge de couleur, les neutrinos sont […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interactions-physique-interaction-electrofaible/#i_3316

INTERACTIONS (physique) - Interaction nucléaire forte

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 1 946 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Les quarks »  : […] patiente de ces dizaines de « hadrons » permet cependant aux théoriciens de découvrir au début des années 1960 la trace d'un ordre caché : nucléons et mésons semblent être des états composites, faits de quarks et d'antiquarks, selon le terme inventé par Murray Gell-Mann pour désigner ce qu'on n'ose pas encore appeler « particules élémentaires […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interactions-physique-interaction-nucleaire-forte/#i_3316

INTERACTIONS (physique) - Unification des forces

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 1 613 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Les théories de jauge  »  : […] nucléaires faible et forte dans le cadre général de la théorie quantique des champs. À partir des années 1960, les physiciens vont postuler l'existence de nouveaux champs de jauge − les bosons W et Z et les gluons − et tirer profit de ce cadre général pour avancer résolument dans la voie de l'unification des interactions fondamentales […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interactions-physique-unification-des-forces/#i_3316

ISOSPIN

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 254 mots

Nombre quantique attaché à une symétrie interne des particules élémentaires, dont la représentation mathématique est identique à celle de la symétrie par rotation […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/isospin/#i_3316

ISOTROPIE & ANISOTROPIE

  • Écrit par 
  • Viorel SERGIESCO
  •  • 738 mots

Au sens général du terme, une grandeur physique (macroscopique ou microscopique) est anisotrope, ou isotrope, selon qu'elle dépend ou non de la direction suivant laquelle on la mesure. Ainsi, la densité d'un corps homogène ou la fonction de distribution des vitesses à l'équilibre thermodynamique sont des grandeurs isotropes, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/isotropie-et-anisotropie/#i_3316

JAUGE THÉORIE DE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 476 mots

expériences de diffusion d'électrons sur les protons posaient depuis 1968 une énigme aux physiciens des particules élémentaires. Le physicien américain James D. Bjorken avait en effet démontré qu'elles étaient très difficilement interprétables à moins d'admettre que les électrons étaient diffusés sur des sous-constituants des nucléons et que ceux- […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/theorie-de-jauge/#i_3316

LATTES CESAR (1924-2005)

  • Écrit par 
  • Universalis
  •  • 166 mots

Physicien nucléaire brésilien. Cofondateur du groupe de recherche de Bristol avec l'Italien Giuseppe Occhialini et les Britanniques Hugh Muirhead et Cecil Powell, le physicien brésilien Cesar Lattes découvre avec ses confrères l'existence et les fonctions de deux particules élémentaires étranges, les mésons pi (méson o et méson +). Ces particules, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cesar-lattes/#i_3316

LEDERMAN LEON (1922-    )

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 445 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 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/leon-lederman/#i_3316

L.H.C. (Large Hadron Collider)

  • Écrit par 
  • Lydia ROOS
  •  • 2 384 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Naissance et objectifs du LHC »  : […] nouvelles particules prédites par ces théories. En effet, malgré ses succès à décrire les particules élémentaires et leurs interactions, le modèle standard présente des faiblesses. Certaines relèvent de concepts théoriques complexes comme le problème de la hiérarchie (pourquoi l’intensité de la gravitation est-elle si faible par rapport à celle des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/large-hadron-collider/#i_3316

MAJORANA FERMIONS DE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 349 mots

Le physicien italien Ettore Majorana (1906, disparu en 1938) a écrit en 1937 une équation fondamentale pour les particules élémentaires de spin ½ (appelés fermions car leurs ensembles obéissent aux lois statistiques inventées par Fermi) différente de celle proposée par Paul Dirac neuf ans plus tôt. La nouveauté cruciale de sa théorie est que les […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/fermions-de-majorana/#i_3316

MASSE, physique

  • Écrit par 
  • Jean-Marc LÉVY-LEBLOND, 
  • Bernard PIRE
  •  • 4 055 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Masse et énergie »  : […] ne change pas leur vitesse. Il n'existe évidemment pas de référentiel où ces corps soient au repos. Ces corps sont très éloignés des objets de l'expérience courante. À l'heure actuelle, on connaît comme particule de masse nulle le photon et les gluons, messagers respectivement de l'interaction électromagnétique et de l'interaction nucléaire forte […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/masse-physique/#i_3316

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 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/masse/#i_3316

MATÉRIALISATION, physique

  • Écrit par 
  • Georges KAYAS
  •  • 322 mots

On appelle matérialisation toute transformation d'énergie en matière ; le seul processus connu de matérialisation est celui du photon d'énergie hν qui se convertit, au voisinage d'un noyau, en une paire électron-positron. Le phénomène ne peut avoir lieu dans le vide, où serait impossible la conservation du quadrivecteur énergie- […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/materialisation-physique/#i_3316

MÉSON ÊTA-B

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 400 mots

Les physiciens de la collaboration internationale BaBar ont démontré l'existence du méson êta-b, le cousin attendu du méson upsilon découvert il y a trente ans. Caractéristiques d'états où un quark lourd de type b (pour bottom ou parfois beau) et un antiquark du même type sont liés, ces particules lourdes ( […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/meson-eta-b/#i_3316

NE'EMAN YUVAL (1925-2006)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 569 mots

théorique d'Abdus Salam, le futur Prix Nobel de physique en 1979. Une analyse mathématique des propriétés des particules élémentaires le conduit à proposer en 1961 qu'un groupe de symétrie interne gouverne la structure des interactions nucléaires. Cette hypothèse – formulée indépendamment par Murray Gell-Mann et George […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/yuval-ne-eman/#i_3316

NEUTRON

  • Écrit par 
  • Bernard SILVESTRE-BRAC
  •  • 2 268 mots

Le neutron est, avec le proton, une particule constitutive du noyau atomique. Un noyau (Z, A), de numéro atomique Z et de nombre de masse A, est un assemblage constitué de briques élémentaires de deux types différents : Z protons et A—Z neutrons. Ces deux particules jouent donc un rôle fondamental dans tous les processus qui mettent en jeu les […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/neutron/#i_3316

OPPENHEIMER JULIUS ROBERT (1904-1967)

  • Écrit par 
  • Georges KAYAS
  •  • 515 mots
  •  • 1 média

Physicien américain né à New York et mort à Princeton, Julius Robert Oppenheimer entre, en 1925, à l'université Harvard. Diplômé en 1928, il poursuit des études de mathématiques et de physique théorique à l'université de Göttingen, où il obtient son doctorat sous la direction de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/julius-robert-oppenheimer/#i_3316

PHYSIQUE - Physique et informatique

  • Écrit par 
  • Claude ROIESNEL
  •  • 6 728 mots

Dans le chapitre « Physique subatomique »  : […] décrire comment les quarks et les gluons se lient pour former les particules qui interagissent fortement et qu'on observe dans les accélérateurs. Pour modéliser la chromodynamique quantique sur ordinateur, il faut d'abord discrétiser l'espace-temps par un réseau hypercubique (à quatre dimensions). Puis on affecte une […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/physique-physique-et-informatique/#i_3316

PLASMA DE QUARKS ET DE GLUONS

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 1 780 mots

Dans le chapitre « LA CHROMODYNAMIQUE QUANTIQUE ET LES PHASES DE LA MATIÈRE ÉLÉMENTAIRE »  : […] responsables de la cohésion des noyaux atomiques comme dues aux interactions entre quarks, antiquarks et gluons. Proposée au début des années 1970, cette théorie rend compte de nombreuses observations et mesures expérimentales et est maintenant considérée comme une pièce essentielle du modèle standard de l'Univers. Elle présente une […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/plasma-de-quarks-et-de-gluons/#i_3316

PREUVE EXPÉRIMENTALE DE LA STRUCTURE EN QUARKS

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 167 mots

L'expérience menée à l'accélérateur linéaire à électrons de Stanford (S.L.A.C) par Jerome Friedman, Henry Kendall et Richard Taylor permet de démontrer en 1968 la présence de structures ponctuelles chargées à l'intérieur du proton. Bien qu'on eût expliqué depuis plusieurs années le spectre des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/preuve-experimentale-de-la-structure-en-quarks/#i_3316

PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2015

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 1 081 mots
  •  • 2 médias

d’oscillation des neutrinos, couronnée par le prix Nobel, est importante pour les physiciens des particules élémentaires à plusieurs titres. Dans le cadre théorique général dans lequel on décrit les champs quantiques de la matière, elle implique que les neutrinos ont des masses non nulles, au moins pour un type d’entre eux. Cela n’a en soi rien d’ […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/prix-nobel-de-physique-2015/#i_3316

PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2013

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 361 mots
  •  • 2 médias

non conventionnel pour expliquer certaines propriétés des interactions fondamentales du monde physique, comme la gravitation. Cette construction mathématique parvient à concilier l'existence de particules médiatrices massives (en particulier les bosons W et Z), avec d'autres particules élémentaires, comme le photon, qui, lui, a une masse nulle […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/prix-nobel-de-physique-2013/#i_3316

PROTON

  • Écrit par 
  • Nicole d' HOSE
  •  • 4 575 mots

mètre, soit 1 femtomètre [fm]) autour duquel gravitent des électrons. Le proton est une particule de charge électrique positive, numériquement égale à celle de l'électron, mais de masse 1 836 fois plus grande que ce dernier. Les protons avec les neutrons (de masse voisine et de charge nulle) sont les deux constituants du noyau où se concentre […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/proton/#i_3316

QUANTIQUE PHYSIQUE

  • Écrit par 
  • Claude de CALAN
  •  • 5 281 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « Les systèmes de particules identiques »  : […] Un autre aspect remarquable de la physique quantique est qu'il faut considérer les particules du même type comme indiscernables. Pour illustrer ce fait, considérons deux ondes se dirigeant l'une vers l'autre : après leur rencontre, on voit deux ondes s'éloigner l'une de l'autre, et rien ne permet de dire si l'onde venant de droite continue son […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/physique-quantique/#i_3316

RAYONNEMENT COSMIQUE - Rayons cosmiques

  • Écrit par 
  • Lydie KOCH-MIRAMOND, 
  • Bernard PIRE
  •  • 6 240 mots
  •  • 9 médias

Les rayons cosmiques sont des noyaux atomiques et des particules élémentaires qui voyagent dans l'espace à des vitesses voisines de celle de la lumière. Certains d'entre eux s'approchent suffisamment de la Terre pour être détectés par des instruments placés dans des satellites en orbite terrestre ou dans des sondes spatiales […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/rayonnement-cosmique-rayons-cosmiques/#i_3316

RÉALITÉ PHYSIQUE

  • Écrit par 
  • Bernard d' ESPAGNAT
  •  • 2 884 mots

Dans le chapitre « Déterminisme ou indéterminisme »  : […] qu'il n'y a pas de sens à parler de la position et de la vitesse d'une particule, même ponctuelle, si on entend par là des valeurs arbitrairement précises que posséderaient à la fois ces deux entités (tel est le sens des relations d'incertitude de Heisenberg) ; en second lieu, en renonçant à la notion de déterminisme […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/realite-physique/#i_3316

RELATIVITÉ - Relativité générale

  • Écrit par 
  • Thibault DAMOUR, 
  • Stanley DESER
  •  • 12 097 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Relativité générale, théorie quantique et unification »  : […] abandonnées (sauf par Einstein lui-même) quand furent découvertes de plus en plus de particules « élémentaires », comprenant notamment des particules de spin 1/2 (électron, neutrino, quark...) qui sont décrites par des champs fermioniques de nature essentiellement quantique, sans analogues classiques. À la place fut entrepris un programme d' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/relativite-relativite-generale/#i_3316

RÉSONANCE, physique

  • Écrit par 
  • Viorel SERGIESCO
  •  • 628 mots

Égalité entre la fréquence ν de l'agent excitateur et l'une des fréquences propres ν0 du système oscillant excité, et caractérisée principalement par un maximum de la réponse du système en fonction de la fréquence excitatrice. La résonance existe dans de nombreux domaines de la physique et on peut en étudier quelques aspects […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/resonance-physique/#i_3316

RICHTER BURTON (1931-    )

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 468 mots

Né le 22 mars 1931 à New York, Burton Richter fait toutes ses études supérieures au Massachusetts Institute of Technology, et y soutient sa thèse en 1956 sur la photoproduction de mésons π dans une expérience réalisée auprès de l'accélérateur de particules du laboratoire de Brookhaven, près de New York. Il rejoint alors le laboratoire de physique […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/burton-richter/#i_3316

SCHRAMM DAVID (1945-1997)

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

L'astrophysicien et cosmologue américain David N. Schramm s'est tué le 19 décembre 1997 aux commandes de son avion personnel dans la région de Denver (Colorado). Né le 25 octobre 1945 à Saint Louis (Missouri), il avait commencé ses études supérieures au M.I.T. (Massachusetts Institute of Technology), puis avait soutenu sa thèse en 1971 à l'Institut […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/david-schramm/#i_3316

SCHWARTZ MELVIN (1932-2006)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 887 mots

premières années d'enseignement à l'université Columbia. La compréhension des interactions faibles n'est alors guère satisfaisante. Certes, les expériences de Clyde L. Cowan (1919-1974) et Frederick Reines (1918-1998) ont mis en évidence en 1956 l'existence du neutrino, particule élusive prédite vingt-six ans plus tôt par Wolfgang Pauli (1900- […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/melvin-schwartz/#i_3316

SCIENCES - Science et philosophie

  • Écrit par 
  • Alain BOUTOT
  •  • 17 644 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « La philosophie de la mécanique quantique »  : […] par exemple la manière dont la mécanique quantique se représente un système physique élémentaire constitué par une seule particule (photon, électron, proton, etc.). Pour représenter ce système, probablement le plus simple que l'on puisse imaginer, elle se place non pas dans l'espace temps ordinaire, mais dans un espace mathématique […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sciences-science-et-philosophie/#i_3316

SEGRÈ EMILIO GINO (1905-1989)

  • Écrit par 
  • Agnès LECOURTOIS
  •  • 337 mots
  •  • 1 média

Physicien d'origine italienne (il est né le 1er février 1905 à Tivoli), lauréat du prix Nobel de physique en 1959, avec le physicien américain Owen Chamberlain, pour la découverte de l'antiproton (particule de même masse que le […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/emilio-gino-segre/#i_3316

SPIN DU PROTON

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 1 546 mots

Dans le chapitre « Quarks et gluons, particules élémentaires du noyau atomique »  : […] haute énergie et un noyau, ont montré que les protons et les neutrons étaient en fait des particules composites formées de quarks, d'antiquarks et de gluons. On pense depuis lors avoir compris comment ces champs élémentaires interagissent selon les lois simples de la chromodynamique, une théorie quantique dont les prémisses peuvent se résumer ainsi […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/spin-du-proton/#i_3316

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 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/jack-steinberger/#i_3316

SYMÉTRIE CP VIOLATION DE LA

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 395 mots

matière et antimatière n'est pas respectée par la nature. Les années 1950 et 1960 étaient riches en découvertes de nouvelles particules élémentaires ; après les mésons π légers, qui semblaient jouer le rôle de médiateurs des forces nucléaires, on avait identifié les mésons K portant un nombre quantique d'« étrangeté » et de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/violation-de-la-symetrie-cp/#i_3316

SYMÉTRIES, physique

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 5 990 mots

Dans le chapitre «  Les symétries de jauge »  : […] de jauge semblent tellement fondamentales aujourd'hui que les physiciens définissent les particules élémentaires comme les entités matérielles qui sont des représentations des groupes définissant les propriétés de symétrie des interactions auxquelles elles sont soumises. Un quark est ainsi défini comme une représentation triplet (appelée […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/symetries-physique/#i_3316

TCHERENKOV EFFET

  • Écrit par 
  • Paul BAILLON, 
  • Robert MEUNIER
  •  • 2 796 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Détecteurs d'anneaux Tcherenkov »  : […] situations particulières. À la fin des années 1970 et au début des années 1980, plusieurs chercheurs de la physique des particules dont T. Ypsilantis, J. Séguinot, G. Charpak, D. E. Anderson eurent l'idée de mélanger au gaz d'un détecteur de particules chargées une molécule : le T.M.A.E. ou tetrakis (dimethylamino) ethylen, sensible à la lumière […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-tcherenkov/#i_3316

THERMIQUE

  • Écrit par 
  • Bruno CHÉRON
  •  • 4 738 mots
  •  • 8 médias

Dans le chapitre « Température »  : […] expérimentales. Cette approche théorique révolutionnaire, fondée et développée par Boltzmann et Gibbs, s’appelle la physique statistique. La confirmation de son bien-fondé ne sera acquise qu’au début du xxe siècle, grâce aux observations expérimentales prouvant l’existence de particules élémentaires : électrons libres, ions, atomes et molécules […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/thermique/#i_3316

TING SAMUEL CHAO CHUNG (1936-    )

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 481 mots

Samuel Chao Chung Ting naît prématurément le 27 janvier 1936 à Ann Arbor (Michigan), américain par accident alors que ses parents, professeurs de technologie et de psychologie dans des universités chinoises, sont en visite aux États-Unis. Après une jeunesse passée en Chine, Ting peut poursuivre ses études à l'université du Michigan et obtient son […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/samuel-chao-chung-ting/#i_3316

UMKLAPP PROCESSUS

  • Écrit par 
  • Viorel SERGIESCO
  •  • 470 mots

Processus d'interaction, d'un type particulier, ayant lieu entre particules (électrons) ou quasi-particules (phonons, photons, magnons, etc.) à l'intérieur d'un réseau cristallin. Tandis que, dans un processus « normal » (ou « N »), la conservation de l'impulsion ou de la quasi-impulsion totale est toujours vérifiée, elle ne l'est dans un processus […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/processus-umklapp/#i_3316

UNIVERS

  • Écrit par 
  • Jean AUDOUZE, 
  • James LEQUEUX
  •  • 6 641 mots
  •  • 20 médias

Dans le chapitre «  La structure, l'origine et l'évolution de l'Univers »  : […] de la masse totale des galaxies et des amas de galaxies, est beaucoup plus élevée. La matière noire non baryonique est peut-être principalement constituée de particules élémentaires nouvelles – comme les neutralinos. Les neutrinos, dont on sait maintenant qu'ils ont une masse très faible, ne peuvent y apporter qu'une contribution mineure […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/univers/#i_3316

YUKAWA HIDEKI (1907-1981)

  • Écrit par 
  • Michel PATY
  •  • 1 141 mots
  •  • 1 média

force d'échange, transmise entre le neutron et le proton par une particule nouvelle associée à un champ nouveau, dont il se proposait de déduire les propriétés à partir de la force nucléaire. C'est en octobre 1934 qu'il découvrit la solution, en obtenant une relation entre la masse de cette particule d'échange hypothétique et la portée de l' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/yukawa/#i_3316

Voir aussi

Pour citer l’article

Bernard PIRE, Pierre BAREYRE, Jean-Pierre BATON, Monique NEVEU, Georges CHARPAK, « PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Détecteurs de particules », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 05 octobre 2018. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-detecteurs-de-particules/