BOSONS

Articles principaux

• DÉCOUVERTE DES BOSONS W ET Z

  • Écrit par Universalis, Bernard PIRE
  • 273 mots

  En 1933, pour comprendre la désintégration β, Enrico Fermi développe une théorie mettant en jeu un nouveau type d’interactions : l’interaction faible. Cette théorie décrit la désintégration des noyaux atomiques aux basses énergies, mais présente de fortes limitations. En 1970, les physiciens...

• PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Bosons

  • Écrit par Claude COHEN-TANNOUDJI, Jacques DUPONT-ROC, Gilbert GRYNBERG, Bernard PIRE
  • 3 260 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,...

Articles associés

• ANTIMATIÈRE

  • Écrit par Bernard PIRE, Jean-Marc RICHARD
  • 6 099 mots
  • 4 médias
  ...Super Proton Synchrotron ( S.P.S.) du C.E.R.N., mettant en jeu des énergies jamais atteintes en laboratoire. Le but principal était de produire les bosons intermédiaires des interactions faibles prédits dans la théorie de Glashow, Weinberg et Salam. En 1984, le succès de cette expérience a valu le...

• ATOMIQUE PHYSIQUE

  • Écrit par Philippe BOUYER, Georges LÉVI
  • 5 853 mots
  • 1 média
  ...ou en fermions. Les fermions peuvent être considérés comme « individualistes » alors que les bosons s'apparentent plutôt aux « moutons de Panurge ». Les bosons ont ainsi tendance à s'accumuler dans l'état fondamental du système, c'est la condensation de Bose-Einstein. Ce phénomène, qui est certainement...

• AXION

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 864 mots
  • 2 médias
  Comment reconnaître un axion ? La théorie indique qu’il est un boson de spin nul, comme le boson de Higgs, mais que sa parité intrinsèque est –1, ce qui signifie que la fonction d’onde change de signe lorsqu’on passe d’un axion à son image dans un miroir. On ne sait pas prédire sa masse, mais de...

• BOSE-EINSTEIN CONDENSATION DE

  • Écrit par Elisabeth GIACOBINO
  • 2 438 mots
  ...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, lesbosons (terme provenant de leur inventeur, Bose).

• CHAMPS THÉORIE DES

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 3 928 mots
  • 1 média
  Le photon est l'exemple type de champ quantique appelé boson, du nom du physicien indien Satyendranath Bose (1894-1974), co-découvreur avec Albert Einstein des lois décrivant le comportement statistique d'ensemble de champs quantiques de moment angulaire intrinsèque multiple de h/2π. ...

• CHROMODYNAMIQUE QUANTIQUE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 5 650 mots
  • 6 médias
  – les mésons (du grec mesos, « moyen »), plus légers, qui sont au contraire des bosons (du nom du physicien Satyendranath Bose), c’est-à-dire des particules de spin nul ou entier. Les mésons appelés π, K, ρ, ω sont les plus légers, mais chaque expérience en fait découvrir de nouveaux....

• FORMULATION DE LA THÉORIE ÉLECTROFAIBLE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 147 mots

  En 1967, Steven Weinberg et Abdus Salam parviennent de façon indépendante à unifier en une seule théorie l'électromagnétisme et l'interaction nucléaire faible. Dans une remarquable synthèse de nombreux travaux théoriques antérieurs (en particulier ceux de Sheldon Glashow),...

• HIGGS BOSON DE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 2 338 mots
  • 2 médias
  ...peut pas distinguer la phase (au sens de la phase des nombres complexes) des fonctions d'ondes des particules. Cette symétrie implique l'existence d'un boson de masse nulle : le photon. L'interaction nucléaire forte s'exprime au niveau le plus fin comme due à l'échange de gluons entre...

• INTERACTIONS (physique) - Interaction électrofaible

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 854 mots
  • 4 médias
  La théorie moderne des interactions faibles, proposée en 1967 par Steven Weinberg et Abdus Salam, les décrit comme dues à l'échange de« bosons intermédiaires » appelés W⁺, W^— et Z⁰ (fig.). Aux courants chargés du modèle de Fermi, cette théorie ajoute des « courants faibles neutres...

• JORDAN PASCUAL (1902-1980)

  • Écrit par Viorel SERGIESCO
  • 362 mots

  Physicien allemand né à Hanovre et mort à Hambourg. Professeur aux universités de Rostock, de Berlin, de Hambourg, théoricien possédant un grand pouvoir d'abstraction et de synthèse, Pascual Jordan s'est intéressé presque exclusivement aux problèmes généraux de la physique, de la géophysique,...

• MASSE, physique

  • Écrit par Jean-Marc LÉVY-LEBLOND, Bernard PIRE
  • 3 531 mots
  On sait que les particules élémentaires se partagent en deux classes aux propriétés très distinctes : les bosons et les fermions. Les bosons ont un spin entier, c'est-à-dire multiple de la quantité fondamentale h/2π où h est la constante de Planck, tandis que le spin des fermions est égal...

• MASSE (notions de base)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 437 mots
  • 1 média
  L'observation des bosons W et Z, médiateurs de l'interaction électrofaible, a amené à considérer sérieusement l'hypothèse que leur masse (et peut-être toutes les masses des particules) soit le fruit d'un phénomène particulier, inventé en 1963 par le physicien écossais ...

• MATIÈRE (physique) - États de la matière

  • Écrit par Vincent FLEURY
  • 5 109 mots
  • 4 médias
  ...propriétés n'apparaissent que sur des échantillons extrêmement petits, de tailles atomiques ou subatomiques. Il se trouve que certains objets quantiques, les bosons, obéissent à un type de statistique, appelé statistique de Bose-Einstein, qui leur permet d'occuper « à plusieurs » le même état...

• PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux

  • Écrit par Maurice JACOB, Bernard PIRE
  • 7 192 mots
  • 12 médias
  ...gluon, le W et le Z sont aussi des particules élémentaires. Ces quanta des champs de forces, répertoriés au niveau des quarks et des leptons, sont des bosons. La fonction d'onde décrivant des particules identiques est maintenant symétrique (ne change pas de signe) par échange de deux quelconques des particules....

• PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions

  • Écrit par Jean-Eudes AUGUSTIN, Michel PATY, Bernard PIRE
  • 14 209 mots
  • 13 médias
  Ces courants neutres, observés pour la première fois en 1973 à l'aide de neutrinos de grande énergie, correspondent à la propagation d'un boson intermédiaire neutre Z⁰, les bosons intermédiaires chargés étant notés W^±. Les particules W^± et Z⁰ ont été observées en 1983, et leurs masses ont...

• PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Hadrons

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 3 716 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....

• PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2013

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 319 mots
  • 2 médias

  Le prix Nobel de physique récompense en 2013 le physicien théoricien belge François Englert (né le 6 novembre 1932 à Etterbeek [Bruxelles]) et son collègue britannique Peter Ware Higgs (né le 29 mai 1929 à Wallsend [Newcastle]), qui ont proposé en 1964 un mécanisme non conventionnel pour expliquer...

• QUANTIQUE PHYSIQUE

  • Écrit par Claude de CALAN
  • 4 640 mots
  • 6 médias
  – dans le premier cas, il faut prendre des états complètement symétriques par rapport aux échanges de particules. La statistique correspondante est appelée statistique de Bose-Einstein, et les particules de spin entier sont appelées des bosons ;

• RELATIVITÉ - Relativité générale

  • Écrit par Thibault DAMOUR, Stanley DESER
  • 10 516 mots
  • 3 médias
  ...après en particulier un travail de Julius Wess et Bruno Zumino, la supersymétrie, c'est-à-dire une sorte de rotation globale transformant les bosons en fermions et réciproquement, permit de concevoir une unification plus profonde entre champs bosoniques (interactions) et champs fermioniques...

• RUBBIA CARLO (1934- )

  • Écrit par Robert KLAPISCH
  • 1 009 mots

  Carlo Rubbia est né en 1934 à Gorizia, petite ville de l'Italie du Nord située non loin de la frontière slovène.

  Après sa thèse sur les rayons cosmiques sous la direction de Marcello Conversi, il obtient en 1958 une bourse pour poursuivre ses recherches à l'université Columbia à New York....

• SALAM ABDUS (1926-1996)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 583 mots
  • 1 média

  Né à Jhang (actuellement Jhang Maghiana, au Pakistan) le 29 janvier 1926, dans une famille « pieuse et instruite », Abdus Salam est mort, le 21 novembre 1996 à Londres, de la maladie de Parkinson. Lycéen exceptionnellement doué à Lahore, il avait bénéficié d'une bourse pour poursuivre des études...

• SPIN ou MOMENT CINÉTIQUE ou ANGULAIRE INTRINSÈQUE

  • Écrit par Jean-Marc LÉVY-LEBLOND
  • 4 697 mots
  • 1 média
  ...dont les états sont « totalement symétriques », c'est-à-dire invariants par toute permutation. Les quantons correspondants sont appelés bosons, car ils obéissent, en physique statistique, à la statistique de Bose-Einstein, qui conduit à des comportements « grégaristes ». D'autre part,...

• STATISTIQUE MÉCANIQUE

  • Écrit par Berni J. ALDER, Bernard JANCOVICI
  • 5 150 mots
  • 8 médias
  On suppose encore que les interactions sont négligeables. Si les particules sont des bosons (c'est-à-dire des particules à spin entier ou nul) identiques, il peut maintenant y avoir un nombre quelconque de particules dans chacun des états quantiques α. On montre que le nombre moyen de particules dans...

• SUPERFLUIDITÉ

  • Écrit par Sébastien BALIBAR
  • 5 136 mots
  • 5 médias
  La superfluidité ne concerne pas toutes les particules, mais seulement deux catégories. En physique quantique, on distingue ainsi les bosons – qui sont des particules obéissant aux lois statistiques de Bose-Einstein – et les fermions – qui obéissent, eux, aux lois dites de Fermi-Dirac. La...

• SYMÉTRIES, physique

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 5 283 mots
  ...les unes avec les autres mais possédant toutes des spins égaux à 1/2 (ce sont les « fermions » comme les quarks, électrons, neutrinos...) ou à 1 (ce sont les bosons comme les photons ou les gluons) en unité égale à la constante de Planck h divisée par 2π ; le graviton, s'il existe, aurait...

• WEINBERG STEVEN (1933-2021)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 217 mots
  • 1 média

  Né le 3 mai 1933 à New York, dans une famille d’immigrants juifs – son père était sténographe judiciaire –, Steven Weinberg, se révèle un élève brillant. Il fait ses études au lycée scientifique du Bronx, un établissement public très compétitif fondé en 1938 dans le quartier du même nom, à New...

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