QUARKS

Articles

• QUARKS

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 2 130 mots
  • 1 média

  Les quarks sont des particules élémentaires. Ils ont été imaginés en 1963 pour expliquer la multiplicité croissante des particules élémentaires et la régularité apparente du nouveau tableau des éléments découverts grâce aux expériences utilisant les grands accélérateurs et sont maintenant considérés...

• DÉCOUVERTE DU QUARK CHARMÉ

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 295 mots

  C'est en étudiant les paires électron-positon produites dans les collisions initiées par des protons, à l'accélérateur de particules de Brookhaven (Long Island, près de New York) que l'équipe menée par Samuel Ting (né en 1936) met en évidence en 1974 une nouvelle particule, qu'elle nomme « J »....

• PREUVE EXPÉRIMENTALE DE LA STRUCTURE EN QUARKS

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 168 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...

• PARTICULES ÉLÉMENTAIRES

  • Écrit par Maurice JACOB et Bernard PIRE
  • 8 172 mots
  • 12 médias
  Continuant la descente au-delà de 10^—15 m, on atteint le niveau des quarks, les constituants du proton et du neutron. Nous pouvons étudier avec précision la structure de la matière à l'échelle de 10^—18 m : on distingue alors clairement les quarks. À la précision des mesures, le quark...

• HADRONS

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 4 223 mots
  • 2 médias
  La spectroscopie des hadrons a été à la base de l'introduction du concept de quarks. Remarquant une régularité dans l'ordonnancement des masses des premiers mésons et baryons découverts dans les années 1950, Murray Gell Mann, George Zweig et Yuval Ne'eman proposaient indépendamment...

• ANTIMATIÈRE

  • Écrit par Bernard PIRE et Jean-Marc RICHARD
  • 6 931 mots
  • 4 médias
  ...particulièrement les diffusions électron-proton au Slac (Stanford Linear Accelerator), ont montré que les hadrons sont composés de particules élémentaires, les quarks, liés entre eux par l'interaction forte (chromodynamique quantique). Dans ce schéma, à chaque quark est associé un antiquark. Si un baryon...

• 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 ...

• BOSONS ET FERMIONS

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 709 mots
  • 1 média
  – Lesquarks sont des constituants des hadrons (particules composites gérées par l’interaction forte) et en particulier du proton et du neutron. Ils existent sous trois états dits « de couleur » dans le langage de la chromodynamique quantique, et portent différentes « saveurs »– notées...

• CHAMPS THÉORIE DES

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 4 463 mots
  • 1 média
  La chromodynamique, théorie des interactions fortes dont les champs fondamentaux sont les triplets de quarks et un octet de gluons est construite sur le même principe, l'invariance de jauge étant cette fois fondée sur le groupe SU(3). Une de ses intéressantes propriétés est que le phénomène...

• CHROMODYNAMIQUE QUANTIQUE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 6 420 mots
  • 6 médias
  ...représenter ces composants du triplet fondamental, le théoricien américain Murray Gell-Mann (1929-2019) emprunte au Finnegans Wake de James Joyce le terme de quark – « Three quarks for Muster Mark! » (dans son autobiographie, Gell-Mann écrit qu’il cherchait alors un mot imitant le cri des mouettes qui...

• CHROMODYNAMIQUE QUANTIQUE, en bref

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 115 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 charge dite...

• COMPTON EFFET

  • Écrit par Michel BAUBILLIER et Bernard PIRE
  • 2 554 mots
  • 4 médias
  ...interprétés comme la signature de la présence de particules élémentaires de charges fractionnaires et de taille bien inférieure à celle du proton : les quarks proposés par Murray Gell-Mann (1929-2019) et Yuvel Ne'eman (1925-2006) apparaissaient comme de véritables constituants de la matière. De plus,...

• COSMOLOGIE

  • Écrit par Marc LACHIÈZE-REY
  • 9 300 mots
  • 6 médias
  ...particules élémentaires elles-mêmes ne pouvaient subsister. Pendant la première microseconde après le big bang, l'Univers était rempli d'une « soupe de quarks » (les quarks sont, en l'état de nos connaissances, les constituants les plus « ultimes » de la matière). Ces quarks, au cours de la transition...

• DALITZ RICHARD (1925-2006)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 763 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 et...

• FRIEDMAN JEROME ISAAC (1930- )

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 401 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 de...

• GELL-MANN MURRAY (1929-2019)

  • Écrit par Viorel SERGIESCO
  • 406 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 théorique...

• GLASHOW SHELDON LEE (1932- )

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 335 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 Cern à Genève,...

• HIGGS BOSON DE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 2 657 mots
  • 2 médias
  ...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 des quarks. La symétrie fondamentale est la « symétrie de jauge de couleur », une symétrie abstraite dont le groupe mathématique a pour représentation des...

• INTERACTION (physique)

  • Écrit par Étienne KLEIN
  • 1 683 mots
  ...protons et de neutrons interagissant entre eux, selon une première théorie, par l'intermédiaire d'une particule appelée pion. Dans les années 1960, la théorie des quarks, composants des neutrons et des protons, remet en question la vision de cette interaction. Par analogie avec l'électrodynamique quantique,...

• INTERACTIONS (physique) - Interaction nucléaire faible

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 3 126 mots
  • 4 médias
  Dès le début des années 1960, le théoricien italien Nicola Cabibbo (1935-2010) montre dans un modèle primitif de quarks (antérieur à la construction de la chromodynamique quantique quelques années plus tard) que l’interaction faible ne considère pas les quarks selon le même angle de vue que les...

• INTERACTIONS (physique) - Interaction nucléaire forte

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 954 mots
  • 4 médias
  ...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 »....

• INTERACTIONS (physique) - Unification des forces

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 2 902 mots
  ...née au début des années 1970 de l'effort pour appliquer les théories de jauge aux interactions fortes des constituants élémentaires de la matière  (les quarks et les gluons) dans le même cadre théorique que l'interaction électrofaible, le groupe de jauge étant maintenant SU(3) et la charge étant...

• JAUGE THÉORIES DE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 939 mots
  D’autre part, l’existence de sous-constituants des nucléons, les quarks, s’est peu à peu imposée aux physiciens des particules élémentaires. La possibilité d’un degré de liberté caché – appelé « couleur » – de ces quarks a mené à la construction d’une théorie de jauge dont le groupe...

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