ISOSPIN
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 le neutron peuvent être compris comme deux états d'une particule unique : le nucléon. Par analogie avec les rotations dans l'espace habituel (et la notion de spin qui en découle), on appelle rotation d'isospin la transformation qui fait passer de l'état proton à l'état neutron dans un espace interne. Le nucléon est ainsi un état d'isospin 1/2, les mésons π et ρ des états d'isospin 1, etc. Les membres d'un même multiplet ont des charges électriques différentes mais des comportements semblables vis-à-vis des interactions fortes.
La notion d'isospin faible est à la base de la théorie moderne des interactions électrofaibles. Certaines particules – l'électron et son neutrino, les quarks u et d, etc. – sont groupées en couples, et on appelle rotation d'isospin faible le passage d'un membre à l'autre de ces couples. La théorie électrofaible est fondée sur le principe d'invariance de la physique par rapport à de telles transformations. Pour cette théorie, la charge d'isospin faible est ainsi l'équivalent de la charge électrique pour l'électrodynamique ou de la charge de couleur pour l'interaction nucléaire forte.
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Écrit par
- Bernard PIRE : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau
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