SPIN DU PROTON

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Un modèle (trop) simple du proton

L'introduction des quarks dans les années 1960 provient, d'une part, de l'observation de régularités dans le spectre des états excités du proton et, d'autre part, d'arguments de symétrie fondés sur la théorie mathématique des groupes. Le modèle qui en résultait voyait le proton comme un assemblage de trois quarks (deux quarks up notés u et un quark down noté d), distants de quelques fractions de femtomètre (10–15 m) et liés par des interactions fortes encore mystérieuses, la charge électrique et le spin du proton étant partagés entre ces constituants. Dans le cadre de la chromodynamique, ces trois quarks sont appelés « quarks de valence » et sont accompagnés de gluons et de paires quark-antiquark dues aux fluctuations du vide à l'intérieur du proton. Pour des raisons techniques, les premières expériences n'ont donné aucune indication sur la façon dont le spin du proton se répartissait entre ces différents acteurs. Un consensus, fondé sur des idées assez générales mais dépourvu de bases théoriques solides, rassemblait les physiciens pour admettre que le spin devait être porté pratiquement exclusivement par les quarks de valence – les gluons et les paires quark-antiquark ne faisant en moyenne guère de différence entre un proton droit et un proton gauche. Cette image allait se révéler fausse.


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Écrit par :

  • : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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Pour citer l’article

Bernard PIRE, « SPIN DU PROTON », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 21 mai 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/spin-du-proton/