PHYSIQUE DES PARTICULES

Articles associés

• ALVAREZ LUIS WALTER (1911-1988)

  • Écrit par Alain GRIMAUD
  • 370 mots
  • 1 média

  Physicien américain né le 13 juin 1911 à San Francisco, Luis Walter Alvarez commence ses travaux comme assistant, puis il devient professeur à l'université de Californie (Berkeley), où il découvre en 1938 le phénomène de capture électronique de certains noyaux radioactifs. Avec Felix...

• ANDERSON CARL DAVID (1905-1991)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 488 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...

• ANTIMATIÈRE

  • Écrit par Bernard PIRE, Jean-Marc RICHARD
  • 6 099 mots
  • 4 médias
  C'est seulement en 1955 que Owen Chamberlain, Emilio Segrè et leurs collaborateurs ont pu, grâce au grand accélérateur de Berkeley, en Californie, le Bevatron, mettre en évidence l'antiproton. En effet, pour produire une antiparticule dans un milieu uniquement constitué de matière, il faut...

• ANTIPROTON (DÉCOUVERTE DE L')

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 194 mots

  Depuis la découverte, en 1932, par Carl David Anderson, Prix Nobel de physique 1936, des antiélectrons, ou positons, dans les rayons cosmiques, la théorie de l'antimatière due au physicien britannique Paul Dirac (Prix Nobel de physique en 1933) était bien établie. Créer des antiparticules...

• ASTRONOMIE

  • Écrit par James LEQUEUX
  • 9 978 mots
  • 20 médias
  ...neutrinos ont une masse et peuvent se transformer les unes en les autres. On peut considérer qu'il s'agit là du premier apport important de l'astronomie à la physique des particules. Depuis, les liens entre ces deux disciplines se sont considérablement renforcés, même si les découvertes sont encore rares. Les...

• ASTROPARTICULES

  • Écrit par Pierre BAREYRE
  • 1 870 mots
  • 1 média

  Le concept d'astroparticules exprime le lien de plus en plus étroit qui s'est établi entre physique des particules, astrophysique et cosmologie : dans la première moitié du xx ^e siècle, l'observation des rayons cosmiques conduit à la mise en évidence du positon, du muon et des cascades...

• AXION

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 864 mots
  • 2 médias

  L’histoire des sciences est riche d’hypothèses audacieuses avancées par des théoriciens et fondées sur une formulation mathématique des lois de la nature. Dans le domaine de la physique des particules élémentaires, ces hypothèses prennent souvent la forme de la prédiction de l’existence...

• BARYONS

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 172 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 ...

• BIG BANG

  • Écrit par Marc LACHIÈZE-REY
  • 2 229 mots
  • 4 médias
  ...très chauds, du big bang peut rendre compte de leur présence. 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...

• BROUT ROBERT (1928-2011)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 336 mots

  Né à New York (États-Unis) le 14 juin 1928, le physicien théoricien Robert Brout est décédé le 3 mai 2011 à Bruxelles. Après avoir obtenu son doctorat en 1953 à l’université Columbia de New York, Brout enseigne à l’université Cornell à Ithaca (État de New York) et y effectue ses premières recherches...

• CHAMBERLAIN OWEN (1920-2006)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 689 mots

  Physicien américain, Prix Nobel de physique en 1959. Né le 10 juillet 1920 à San Francisco (États-Unis), fils d'un radiologue renommé, Owen Chamberlain effectue ses études universitaires au prestigieux Dartmouth College à Hanover (New Hampshire) et y obtient en 1941 le grade de bachelor...

• CHARPAK GEORGES (1924-2010)

  • Écrit par Pierre DARRIULAT
  • 918 mots
  • 2 médias

  Physicien français, né le 1^er août 1924 à Dabrovica (Pologne), Georges Charpak fut lauréat du prix Nobel de physique 1992 pour ses travaux sur les détecteurs de particules élémentaires, notamment de la chambre proportionnelle multifils.

  La famille Charpak émigre à Paris en 1932....

• CHROMODYNAMIQUE QUANTIQUE, en bref

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 101 mots
  • 1 média

  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...

• CHROMODYNAMIQUE QUANTIQUE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 5 650 mots
  • 6 médias

  Dès le début des années 1930, les physiciens se sont interrogés sur les raisons de la stabilité des noyaux atomiques formés de protons, de charge électrique positive, et de neutrons, de charge nulle. La force responsable de cette cohésion, plus intense que les forces électriques qui causent...

• COMPTON EFFET

  • Écrit par Michel BAUBILLIER, Bernard PIRE
  • 2 247 mots
  • 4 médias
  Ladiffusion élastique des photons par les nucléons (proton ou neutron), qui est un processus différent de l'effet Compton original, porte néanmoins le nom de diffusion Compton. L'intérêt de cette réaction vient du fait qu'on comprend bien la propagation des photons et leur interaction avec ...

• COSMOLOGIE

  • Écrit par Marc LACHIÈZE-REY
  • 8 184 mots
  • 6 médias
  La première microseconde de l'histoire de l'Univers est sans doute riche en événements, mais tout dépend de la théorie qui est adoptée pour décrire les interactions entre particules à très hautes densité et énergie. Il n'existe pas de telle théorie en laquelle nous puissions avoir vraiment confiance...

• COWAN CLYDE L. Jr. (1919-1974)

  • Écrit par Georges KAYAS
  • 485 mots

  Physicien et chimiste américain dont les travaux portent sur la physique nucléaire, la physique des particules et le rayonnement cosmique.

  Clyde L. Cowan commence par étudier la chimie à l'École des mines et de métallurgie du Missouri où il obtient le titre d'ingénieur-chimiste (1940). Pendant...

• CRONIN JAMES WATSON (1931-2016)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 325 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...

• DÉCOUVERTE DE L'ANTIMATIÈRE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 111 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, Carl David Anderson...

• 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...

• DÉCOUVERTE DU NEUTRINO MUONIQUE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 184 mots

  Les physiciens américains Jack Steinberger (1921-2020), Leon Lederman (1922-2018) 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...

• DALITZ RICHARD (1925-2006)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 672 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.

  Après des études en mathématiques...

• DAVIS RAYMOND Jr. (1914-2006)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 350 mots

  Physicien américain des particules élémentaires, prix Nobel de physique 2002 pour ses travaux pionniers dans la détection des neutrinos d'origine solaire. Né le 14 octobre 1914 à Washington (États-Unis), Raymond Davis Jr. a fait ses études supérieures à l'université du Maryland avant d'obtenir...

• DEHMELT HANS GEORG (1922-2017)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 262 mots

  Fils d'un officier d'artillerie, Hans Georg Dehmelt est né le 9 septembre 1922 à Görlitz (Allemagne) et passa son enfance à Berlin. Ses études furent interrompues par la guerre, durant laquelle il servit un temps sur le front russe avant d'être envoyé à Breslau suivre une année d'études militaires....

• ENGLERT FRANÇOIS (1932- )

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 399 mots
  • 1 média

  Physicien théoricien belge, Prix Nobel de physique 2013, François Englert est né à Etterbeek dans la banlieue de Bruxelles (Belgique) le 6 novembre 1932 dans une famille juive. Enfant lorsque les nazis occupent la Belgique, il survit à la Shoah en étant caché sous une fausse identité dans différents...

• ESPAGNAT BERNARD D' (1921-2015)

  • Écrit par Universalis, Michel PATY
  • 1 061 mots

  Physicien français, spécialiste de l'étude des particules élémentaires, une des branches de la physique les plus marquées par le renouvellement rapide des connaissances, Bernard d'Espagnat fut un des penseurs notoires sur les problèmes conceptuels et philosophiques de la mécanique quantique. Dépassant...

• EXISTENCE DU GLUON

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 167 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,...

• EXISTENCE DU NEUTRINO

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 94 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 respecter. Cette particule...

• FITCH VAL LOGSDON (1923-2015)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 318 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...

• FOCK VLADIMIR ALEXANDROVITCH (1898-1974)

  • Écrit par Georges KAYAS
  • 723 mots

  Diplômé de l'université de Petrograd, Vladimir Alexandrovitch Fock entre à l'Institut d'optique en 1919 et par la suite à l'Institut de physique et de technique de Leningrad, où il est professeur de physique théorique à partir de 1922. Il est nommé membre de l'Académie des sciences de l'U.R.S.S....

• 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),...

• FRIEDMAN JEROME ISAAC (1930- )

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 353 mots

  Né le 28 mars 1930 à Chicago, Jerome Isaac Friedman est le fils d'émigrants russes arrivés quinze ans plus tôt aux États-Unis. Se passionnant pour la physique après la lecture d'un ouvrage de vulgarisation d'Einstein sur la relativité, il bénéficia en 1950 d'une bourse pour étudier à l'université...

• GELL-MANN MURRAY (1929-2019)

  • Écrit par Viorel SERGIESCO
  • 357 mots
  • 1 média

  Le physicien théoricien américain Murray Gell-Mann est né à New York le 15 septembre 1929. D’abord professeur assistant à l'université de Chicago à partir de 1952, il rejoint en 1955 le California Institute of Technology (Caltech) à Pasadena. Il y est nommé professeur de physique...

• GLASER DONALD ARTHUR (1926-2013)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 325 mots

  Né le 21 septembre 1926 à Cleveland (Ohio), Donald Arthur Glaser fit ses études au California Institute of Technology de Pasadena, où il soutint en 1949 sa thèse sur l'étude expérimentale des rayons cosmiques. Chercheur et enseignant à l'université du Michigan de 1949 à 1959, il y mit au point...

• GLASHOW SHELDON LEE (1932- )

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 295 mots

  Né le 5 décembre 1932 à Manhattan, Sheldon Lee Glashow est le fils de juifs russes émigrés au début du xx ^e siècle. Après des études à New York (à la Bronx High School) puis à l'université Cornell, il soutint sa thèse en 1959 à Harvard. Après des séjours de durées diverses au...

• GLUONS

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 192 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...

• GOLDHABER GERSON (1924-2010)

  • Écrit par Nora Sørena CASEY
  • 293 mots

  Physicien américain d'origine allemande, Gerson Goldhaber a contribué à plusieurs découvertes fondamentales, concernant en particulier l'antiproton, la particule J/ψ et l'énergie noire.

  Gerson Goldhaber naît le 20 février 1924, à Chemnitz, en Allemagne, dans une famille juive....

• GRAVITON

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 93 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...

• GREGORY BERNARD (1919-1977)

  • Écrit par Maurice JACOB
  • 1 478 mots

  Bernard Gregory a particulièrement marqué de son influence le Conseil européen de la recherche nucléaire, le C.E.R.N. ; il en fut directeur général de 1966 à 1971. Directeur général du Centre national de la recherche scientifique (C.N.R.S.) de 1973 à 1976, puis délégué général à la Recherche...

• GURALNIK GERALD (1936-2014)

  • Écrit par Universalis
  • 329 mots

  Le physicien Gerald Guralnik fut l’un des six scientifiques qui postulèrent en 1964 qu’une particule hypothétique (appelée particule de Higgs) est la particule élémentaire, ou boson, qui donne à toutes les particules subatomiques élémentaires une masse du fait de ses interactions avec elles....

• HIGGS BOSON DE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 2 338 mots
  • 2 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...

• HIGGS MÉCANISME DE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 331 mots
  • 2 médias

  En 1964, les physiciens belges Robert Brout et François Englert, d'une part, et leur collègue écossais Peter Higgs, d'autre part, introduisent le concept de symétrie de jauge spontanément brisée. Dans deux articles aux titres quasi identiques « Symétrie brisée et la masse des...

• HIGGS PETER (1929- )

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 373 mots
  • 2 médias

  Physicien théoricien britannique, Prix Nobel de physique 2013. Né dans la banlieue de Newcastle upon Tyne (Royaume-Uni) le 29 mai 1929, Peter Ware Higgs est connu pour ses travaux sur la description mathématique des symétries et des mécanismes de brisement de symétrie des systèmes physiques élémentaires....

• HOFSTADTER ROBERT (1915-1990)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 313 mots

  Né le 5 février 1915 à New York (États-Unis), Robert Hofstadter fit ses études à New York et à Princeton, où en 1938 il soutint sa thèse sur le spectre infrarouge des molécules organiques simples et l'élucidation de la structure de la liaison hydrogène dans ces molécules. Assistant-professeur...

• HYDROGÈNE (physique)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 5 419 mots
  • 9 médias

  L’hydrogène est l’élément le plus répandu dans l’Univers. Au début du xvii ^e siècle, l’alchimiste genevois Turquet de Mayerne (1573-1655), poursuivant une observation de Paracelse (1493-1541), observe un dégagement de gaz lorsqu’un acide (esprit de vitriol) agit sur du fer ou du zinc. Le...

• INTERACTION (physique)

  • Écrit par Étienne KLEIN
  • 1 481 mots
  ...l'époque, qui s'y sont, de ce fait, fortement opposés. D'intensité très faible, elle est tout à fait négligeable aux échelles microscopiques que considère la physique des particules. Mais sa portée spatiale est infinie. Cela signifie qu'il faudrait écarter infiniment deux corps pour annuler l'intensité de leur...

• INTERACTIONS (physique) - Interaction électrofaible

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 854 mots
  • 4 médias

  La première manifestation de l'interaction nucléaire faible qu'on a observée est la désintégration β^– de certains noyaux atomiques. Cette transmutation d'un élément vers un autre provient de la transformation d'un neutron en un proton avec émission d'un électron...

• INTERACTIONS (physique) - Interaction nucléaire forte

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 720 mots
  • 4 médias
  En 1934, le jeune physicien japonais Hideki Yukawa propose de décrire l'interaction nucléaire forte entre les nucléons comme un champ quantifié en nouvelles particules, les mésons. Selon sa théorie, ce champ quantique a les caractéristiques mathématiques du potentiel scalaire utilisé en...

• INTERACTIONS (physique) - Unification des forces

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 2 554 mots

  L'ambition des scientifiques a toujours été de ramener des phénomènes variés à des manifestations diverses d’un petit nombre de processus fondamentaux. En physique, cette démarche a été couronnée de spectaculaires succès : la reconnaissance du fait que quatre interactions fondamentales...

• ISOSPIN

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 225 mots

  Nombre quantique attaché à une symétrie interne des particules élémentaires, dont la représentation mathématique est identique à celle de la symétrie par rotation.

  La notion d'isospin fort, introduite en 1933 par Werner Heisenberg (1901-1976), traduit le fait que le proton et...

• JAUCH JOSEF MARIA (1914-1974)

  • Écrit par Georges KAYAS
  • 334 mots

  Né à Lucerne, Josef Jauch effectue ses études à l'École polytechnique fédérale de Zurich sous la direction de Wolfgang Pauli et, son diplôme obtenu, il se rend aux États-Unis où il prépare son doctorat avec E. Hill à l'université de Minnesota (1940). De retour en Europe, il est assistant...

• JAUGE THÉORIES DE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 707 mots

  En physique, les théories de jauge sont des modèles mathématiques des interactions fondamentales, construits à partir du postulat que celles-ci respectent des lois de symétrie, c’est-à-dire que ces interactions sont invariantes sous certaines transformations abstraites qu’on appelle transformations...

• KENDALL HENRY (1926-1999)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 802 mots

  Physicien américain né le 9 décembre 1926 à Boston (États-Unis) et décédé accidentellement le 15 février 1999, alors qu'il s'adonnait à la photographie en plongée dans un lac du parc naturel de Wakulla Springs en Floride. Prix Nobel de physique en 1990 pour la découverte...

• KOBAYASHI MAKOTO (1944- )

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 362 mots

  Le physicien théoricien japonais Makoto Kobayashi a reçu le prix Nobel de physique en 2008 « pour la découverte de l'origine de la symétrie brisée qui prédit l'existence d'au moins trois familles de quarks dans la nature ». Kobayashi naît le 7 avril 1944 à Nagoya (Japon) ; son père, médecin,...

• KOSHIBA MASATOSHI (1926-2020)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 342 mots

  Physicien des particules élémentaires, le Japonais Masatoshi Koshiba reçoit le prix Nobel de physique 2002, avec Riccardo Giacconi et Raymond Davis, pour sa contribution essentielle à la compréhension des neutrinos d'origine cosmique.

  Né le 19 septembre 1926 à Toyohashi, près de Nagoya,...

• LAGARRIGUE ANDRÉ (1924-1975)

  • Écrit par Daniel MORELLET
  • 861 mots

  Né le 12 juin 1924 à Aurillac, le physicien André Lagarrigue fait ses études dans le sud-ouest de la France jusqu'à son admission à l'École polytechnique, en 1945. Le rang qu'il obtient à la sortie le dirige vers le corps des ingénieurs de l'armement, une orientation qui lui permettra d'acquérir...

• LATTES CESAR (1924-2005)

  • Écrit par Universalis
  • 146 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,...

• LEDERMAN LEON (1922-2018)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 403 mots
  • 1 média

  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,...

• LEE TSUNG-DAO (1926- )

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 300 mots
  • 1 média

  Né le 24 novembre 1926 à Shanghai (Chine), Lee Tsung-Dao était le fils d'un homme d'affaires. La guerre sino-japonaise de 1937-1945 lui fit quitter l'université Kweichow dans la province du Zhejiang, pour rejoindre celle de Kunming, dans le Yunnan, où il rencontra Yang Chen-Ning,...

• LEPRINCE-RINGUET LOUIS (1901-2000)

  • Écrit par Henri VIDEAU
  • 961 mots

  Physicien français ayant consacré sa vie à la physique nucléaire.

  Après des études à l'École polytechnique, Louis Leprince-Ringuet – né le 27 mars 1901 à Alès – entre à l'école des télécommunications, puis intègre en 1925 les PTT où il s'occupe de câbles sous-marins. En 1929, il commence une...

• LHC (Large Hadron Collider)

  • Écrit par Lydia ROOS
  • 2 107 mots
  • 3 médias

  Le LHC (Large Hadron Collider) ou grand collisionneur de hadrons est l’accélérateur de particules le plus puissant au monde. Il est situé dans un tunnel circulaire de 27 kilomètres de circonférence à une centaine de mètres sous terre, près de Genève, à la frontière franco-suisse. Il...

• LIBERTÉ ASYMPTOTIQUE, physique

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 558 mots

  Deux articles publiés dans le numéro du 25 juin 1973 des Physical Review Letters (organe de la Société américaine de physique), écrits par deux brillants étudiants américains, H. David Politzer (né en 1949) et Franck Wilczek (né en 1951), et le directeur de thèse du second, David...

• MÉSON ÊTA-B

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 353 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...

• MAJORANA FERMIONS DE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 309 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...

• MASKAWA TOSHIHIDE (1940- )

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 375 mots

  Né le 7 février 1940 à Nagoya (Japon), le physicien théoricien japonais Toshihide Maskawa a reçu le prix Nobel de physique en 2008 « pour la découverte de l'origine de la symétrie brisée qui prédit l'existence d'au moins trois familles de quarks dans la nature ». Issu d'une famille de commerçants...

• MASSE, physique

  • Écrit par Jean-Marc LÉVY-LEBLOND, Bernard PIRE
  • 3 531 mots
  ...corps quelconque est fournie par celle de ses constituants, même en tenant compte pour être plus précis du défaut de masse évoqué plus haut, semble complètement contredite au niveau le plus élémentaire. Comprendreles masses des particules est un des grands défis de la physique du xxi ^e siècle.

• MASSE (notions de base)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 437 mots
  • 1 média
  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.

• MATIÈRE, notion de

  • Écrit par Jean-Marc LÉVY-LEBLOND
  • 1 780 mots
  Quant aux niveaux subatomiques, les problèmes rencontrés y sont rendus extrêmement difficiles par l'intensité des interactions mises en jeu et les subtilités qu'introduit la relativité einsteinienne dans la théorie. Pour rendre compte des propriétés des noyaux à partir de leurs constituants (les nucléons,...

• MONOPÔLE MAGNÉTIQUE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 757 mots

  Depuis la découverte du magnétisme par l'ingénieur français Petrus Peregrinus de Maricourt, tous les objets magnétiques étudiés jusqu'à présent, qu'il s'agisse de notre Terre ou d'un simple barreau aimanté, du microscopique proton (10^-12 mm) ou de l'électron pratiquement...

• NAMBU YOICHIRO (1921-2015)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 338 mots

  Physicien théoricien des interactions fondamentales et des particules élémentaires, Prix Nobel de physique en 2008, Yoichiro Nambu est né le 18 janvier 1921 à Tōkyō et a grandi dans la ville de Fukui, située à 300 kilomètres environ à l'ouest de la capitale japonaise. Après des études universitaires...

• NE'EMAN YUVAL (1925-2006)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 503 mots

  Physicien et homme politique israélien. Issu d'une famille qui s'était installée au xix ^e siècle en Palestine, alors partie de l'Empire ottoman, Yuval Ne'eman est le petit-fils d'un des fondateurs de la ville de Tel-Aviv, où il naît le 14 mai 1925. Il passe presque toute...

• NEUTRON

  • Écrit par Bernard SILVESTRE-BRAC
  • 1 995 mots
  La nouvelle particule suscite l'enthousiasme durant les années qui suivent sa découverte ; les physiciens veulent en cerner toutes les propriétés. Elle est sensible à toutes les interactions de la nature. Pour diverses raisons, il devient patent que le neutron est une particule à part entière et non...

• PARITÉ, physique

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 145 mots

  Transformation qui change toutes les coordonnées spatiales en leurs opposées. Les interactions gravitationnelles, électromagnétiques et nucléaires fortes sont invariantes par parité. Les interactions faibles violent de façon maximale cette symétrie. Cette caractéristique proposée en...

• PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Accélérateurs de particules

  • Écrit par Michel CROZON, Jean-Louis LACLARE
  • 3 105 mots
  • 3 médias
  ...domaine des sources radiofréquences de puissance (radars) qui vont être à l'origine du développement des accélérateurs linéaires à 200 et 3 000 mégahertz. Vers 1950, la course à la haute énergie reprend avec les premières machines circulaires du type synchrotron, pour accélérer des électrons, puis des protons,...

• 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,...

• PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux

  • Écrit par Maurice JACOB, Bernard PIRE
  • 7 192 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...

• PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Détecteurs de particules

  • Écrit par Pierre BAREYRE, Jean-Pierre BATON, Georges CHARPAK, Monique NEVEU, Bernard PIRE
  • 9 660 mots
  • 12 médias

  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...

• PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions

  • Écrit par Jean-Eudes AUGUSTIN, Michel PATY, Bernard PIRE
  • 14 209 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. ...

• 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....

• PERKINS DONALD H. (1925-2022)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 079 mots

  Le physicien britannique Donald Hill Perkins a joué un rôle de pionnier dans le domaine de la physique des particules élémentaires, depuis ses premières observations des rayons cosmiques jusqu’aux expériences avec les faisceaux de neutrinos au Cern de Genève.

  Né le 15 octobre 1925 à Kingston...

• PERL MARTIN LEWIS (1927-2014)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 365 mots
  • 1 média

  Né le 24 juin 1927 à New York, Martin Lewis Perl est le fils d'émigrés russes juifs établis à New York au début du xx^e siècle. Après des études de chimie à l'institut polytechnique de Brooklyn, interrompues pour cause de guerre par quelques mois passés en mer dans la marine marchande...

• PHYSIQUE - Les fondements et les méthodes

  • Écrit par Roland OMNÈS
  • 9 425 mots
  • 8 médias
  – Laphysique des particules : depuis 1950, le nombre des particules élémentaires connues s'est considérablement accru. Peu de temps avant 1970, la recherche a pris un nouvel essor grâce à deux progrès majeurs : d'une part, la découverte d'un nouveau niveau de structure qui fait apparaître un grand...

• PHYSIQUE - Physique et informatique

  • Écrit par Claude ROIESNEL
  • 5 949 mots
  ...consomme la plus grande puissance de calcul est probablement la simulation de la chromodynamique quantique. Cette théorie est censée 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...

• PLASMA DE QUARKS ET DE GLUONS

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 572 mots

  Prédit par la théorie des interactions nucléaires fortes, le plasma de quarks et gluons – nouvelle phase de la matière, dans laquelle quarks et gluons ne sont pas regroupés en protons, neutrons et autres hadrons – aurait prévalu lorsque l'Univers était extraordinairement dense et...

• POWELL CECIL FRANK (1903-1969)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 284 mots

  Cecil Frank Powell est né le 5 décembre 1903 à Tonbridge (Kent, Grande-Bretagne), dans une famille d'armuriers. Il fit des études à l'université de Cambridge, où il soutint sa thèse en 1927, dans le laboratoire Cavendish, sous la direction de Charles Wilson et d'Ernest...

• PREUVE EXPÉRIMENTALE DE LA STRUCTURE EN QUARKS

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 148 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...

• 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...

• PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2015

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 949 mots
  • 2 médias

  Le physicien japonais Takaaki Kajita (né en 1959) et le physicien canadien Arthur B. McDonald (né en 1943) se partagent le prix Nobel de physique 2015 pour leurs contributions essentielles à la compréhension des propriétés des neutrinos, par deux expériences qui ont établi le phénomène appelé « oscillation...

• PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2021

  • Écrit par Hervé LE TREUT, Laurent LI, Bernard PIRE
  • 1 518 mots
  • 2 médias
  ...1992 à l’université de Rome La Sapienza. Chercheur fécond et original, il fait évoluer avec succès l’approche théorique de nombreux domaines comme la physique des particules, et particulièrement la chromodynamique quantique, la mécanique statistique, la dynamique des fluides et la physique des solides....

• PROTON

  • Écrit par Nicole d' HOSE
  • 4 027 mots
  Comme toute particule, le proton est régi par les lois de la mécanique quantique et de la relativité. Il est défini par une charge électrique, par une masse, par un moment cinétique intrinsèque, appelé spin, et par un moment magnétique.

• RAYONNEMENT COSMIQUE - Rayons cosmiques

  • Écrit par Lydie KOCH-MIRAMOND, Bernard PIRE
  • 5 484 mots
  • 8 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...

• REINES FREDERICK (1918-1998)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 339 mots

  Né à Paterson (New Jersey) le 16 mars 1918, Frederick Reines est le fils d'émigrés russes. Après des études à l'institut de technologie Steven, puis à l'université de New York où il soutint sa thèse en physique nucléaire théorique en 1944, il rejoignit le groupe théorique du projet Manhattan à Los...

• RICHTER BURTON (1931-2018)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 424 mots
  • 1 média

  Le physicien américain Burton Richter naît le 22 mars 1931 à New York. Il fait 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...

• ROUSSET ANDRÉ (1930-2001)

  • Écrit par Universalis
  • 211 mots

  Le physicien français André Rousset est né le 29 septembre 1930. En 1954, il intègre le laboratoire de physique des particules de Louis Leprince-Ringuet à l’École polytechnique. Nommé professeur à l'École des mines de Paris en 1960, il retourne au laboratoire de Leprince-Ringuet pour occuper...

• 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....

• SCHWARTZ MELVIN (1932-2006)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 785 mots
  • 1 média

  Physicien américain, Prix Nobel de physique en 1988. Né le 2 novembre 1932 dans le quartier du Bronx à New York, Schwartz suit les cours du Bronx High School of Science, lycée exceptionnel par ses ambitions et sa fréquentation, d'où sont issus sept Prix Nobel de physique. Le jeune Melvin croise dans...

• SEGRÈ EMILIO GINO (1905-1989)

  • Écrit par Agnès LECOURTOIS
  • 302 mots
  • 1 média

  Physicien d'origine italienne, Emilio Segré a reçu le prix Nobel de physique en 1959, avec le physicien américain Owen Chamberlain, pour la découverte de l'antiproton (particule de même masse que le proton mais de charge électrique opposée).

  Emilio Gino Segrè...

• SPIN ou MOMENT CINÉTIQUE ou ANGULAIRE INTRINSÈQUE

  • Écrit par Jean-Marc LÉVY-LEBLOND
  • 4 697 mots
  • 1 média

  On appelle « spin » le moment angulaire ou cinétique intrinsèque des particules quantiques ou quantons. Ce terme anglais évoque le mouvement de rotation propre que peuvent posséder les objets physiques, telles les planètes ou les balles de tennis, qui tournent sur eux-mêmes tout en décrivant...

• STEINBERGER JACK (1921-2020)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 651 mots

  L’Américain d’origine allemande Jack Steinberger fut un des grands spécialistes de la physique des particules au xx ^e siècle.

  Né le 21 mai 1921 à Bad Kissingen (Allemagne), il est le fils du professeur de religion de la petite communauté juive de la station thermale d'alors. Embarqué...

• 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 différence...

• SYMÉTRIE CP VIOLATION DE LA

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 350 mots

  L' observation d'un mode de désintégration particulier d'un méson K neutre montre en 1964 qu'une symétrie liant matière et antimatière n'est pas respectée par la nature. Les années 1950 et 1960 étaient riches en découvertes de nouvelles particules élémentaires...

• SYMÉTRIES, physique

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 5 283 mots
  Au niveau des particules élémentaires, on aime à considérer une transformation voisine de la symétrie miroir mais notablement plus abstraite : la conjugaison de charge (notée C) qui transforme une particule en son antiparticule. Il a été établi depuis les années 1930 que les antiparticules sont...

• TAYLOR RICHARD EDWARD (1929-2018)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 284 mots

  Né le 2 novembre 1929 à Medicine Hat, petite ville de l'Alberta, le physicien canadien Richard Edward Taylor est issu de familles d'émigrants irlandais, écossais et norvégiens. Ayant développé durant la Seconde Guerre mondiale un intérêt pour les explosifs qui lui coûta trois doigts, il fit des études...

• TCHERENKOV EFFET

  • Écrit par Paul BAILLON, Robert MEUNIER
  • 2 446 mots
  • 3 médias

  Le passage des particules nucléaires chargées à travers la matière donne lieu à des interactions de natures diverses, l'une d'elles étant l'émission de radiation électromagnétique appelée effet Tcherenkov (Čerenkov). Dans les milieux transparents, cet effet apparaît sous la forme...

• TING SAMUEL CHAO CHUNG (1936- )

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 428 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...

• VAN DER MEER SIMON (1925-2011)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 406 mots
  • 1 média

  Né le 24 novembre 1925 à La Haye (Pays-Bas), Simon Van der Meer est le fils d'un instituteur originaire de la Frise. Les universités néerlandaises ayant été fermées par les occupants nazis en 1943, Van der Meer ajouta à son cursus lycéen scientifique deux années de services en électronique dans sa...

• VELTMAN MARTINUS (1931-2021)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 896 mots
  • 1 média

  Martinus Veltman est un physicien néerlandais, prix Nobel de physique en 1999 pour ses travaux ayant permis de comprendre les interactions électrofaibles dans le cadre des théories quantiques des champs.

  Martinus Veltman, quatrième d’une famille de six enfants, naît le 27 juin 1931 à Waalwijk,...

• 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...

• WIGNER EUGENE PAUL (1902-1994)

  • Écrit par Viorel SERGIESCO
  • 413 mots

  Physicien théoricien américain d'origine hongroise (il est né le 17 novembre 1902 à Budapest), professeur à Princeton, Prix Nobel de physique en 1963 (avec M. Goeppert-Mayer et H. D. Jensen), auteur de contributions fondamentales à la physique mathématique et à la mécanique quantique...

• WILSON CHARLES THOMSON REES (1869-1959)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 288 mots

  Né le 14 février 1869 à Glencorse, près d'Édimbourg (Écosse), dans une famille de fermiers, Charles Thomson Rees Wilson devint orphelin à l'âge de quatre ans. Il fit ses études à Manchester grâce à la générosité d'un demi-frère qui avait fait fortune à Calcutta. Il se destinait à la médecine....

• WILSON ROBERT RATHBUN (1914-2000)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 660 mots

  La mémoire du physicien américain Robert Rathbun Wilson, décédé le 16 janvier 2000 à Ithaca (État de New York), restera attachée au grand accélérateur de protons connu sous le nom de Fermilab, dont il fut le constructeur et le directeur.

  Né le 4 mars 1914 dans la ville de Frontier au Wyoming,...

• YANG CHEN-NING (1922- )

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 470 mots
  • 1 média

  Chen-Ning Yang est né le 22 septembre 1922 à Hofei (Chine). Fils d'un professeur de mathématiques, il passa sa jeunesse sur le campus de l'université Tsinghua puis, l'université ayant été déplacée pendant la guerre sino-japonaise de 1937-1945 à Kunming, dans le Yunnan, où il rencontra ...

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