PARTICULES ÉLÉMENTAIRES

Articles

• PARTICULES ÉLÉMENTAIRES

  • Écrit par Maurice JACOB et Bernard PIRE
  • 8 172 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...

• ACCÉLÉRATEURS DE PARTICULES

  • Écrit par Michel CROZON et Jean-Louis LACLARE
  • 3 528 mots
  • 3 médias
  

  Les modèles et théories qui synthétisent notre compréhension actuelle de la matière et de ses constituants élémentaires – molécules, atomes, particules – ont été confrontés à une multitude d'observations expérimentales. Pour réaliser ces expériences, c'est-à-dire observer l'infiniment petit, on utilise...

• DÉTECTEURS DE PARTICULES

  • Écrit par Pierre BAREYRE , Jean-Pierre BATON , Georges CHARPAK , Monique NEVEU et Bernard PIRE
  • 10 978 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 phénomènes...

• HADRONS

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 4 223 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....

• BOSONS ÉLÉMENTAIRES

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 2 872 mots

  Particules au comportement grégaire, les bosons élémentaires sont les véhicules privilégiés des interactions fondamentales en physique nucléaire. Contrairement à l’autre famille de particules – les fermions, comme l’électron ou les quarks –, les bosons ont un moment angulaire intrinsèque (spin) nul...

• BOSONS ET FERMIONS

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 709 mots
  • 1 média
  

  Classer les objets d’étude est une étape essentielle de la démarche scientifique, dans tous les domaines. Peu après la naissance de la physique moderne, il est apparu que le concept de spin permettait de distinguer deux classes d’objets quantiques : les bosons et les fermions. Rappelons que,...

• ÉLECTRONS

  • Écrit par Jean-Eudes AUGUSTIN et Bernard PIRE
  • 6 657 mots
  • 5 médias
  

  L'électron est une particule élémentaire stable. Il possède une charge électrique négative et une très petite masse (près de 2 000 fois plus petite que celle de l'atome le plus léger, l'hydrogène). Il a un moment angulaire propre appelé spin, égal à h/4π (h étant la constante...

• NEUTRINOS

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 4 031 mots
  • 2 médias
  

  Les neutrinos sont sans doute les particules élémentaires les plus déconcertantes de l'Univers. Omniprésents, ils interagissent si faiblement avec la matière qu'ils traversent quasiment sans être déviés les planètes comme les espaces intergalactiques. Continuellement produits lors...

• 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...

• ANDERSON CARL DAVID (1905-1991)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 554 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 Robert...

• ANTIMATIÈRE

  • Écrit par Bernard PIRE et Jean-Marc RICHARD
  • 6 931 mots
  • 4 médias
  Les résultats établis historiquement d'abord pour l'électron sont en fait plus généraux.Chaque particule possède une antiparticule qui lui est associée. Elles ont les mêmes caractéristiques mécaniques, c'est-à-dire même masse et même moment cinétique intrinsèque, ou spin. Mais une particule et...

• ASPECT ALAIN (1947- )

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 156 mots
  • 1 média
  Il choisit un sujet extrêmement risqué : éprouver les fondements de la mécanique quantique et éclairer le débat épistémologique entre Albert Einstein et Niels Bohr en étudiant le phénomène dit d’intrication d’une paire de particules.

• ASTROPARTICULES

  • Écrit par Pierre BAREYRE
  • 2 125 mots
  • 1 média
  Les neutrinos (ν), produits en grande abondance par des processus divers à des énergies qui s'étendent de 10^—5 à 10¹⁵ électronvolts, peuplent l'Univers à raison d'environ 300 par centimètre cube. Sont-ils massifs ? Les mesures directes de leur masse, très difficiles, donnent des limites...

• ATOME

  • Écrit par José LEITE LOPES
  • 9 140 mots
  • 13 médias
  ...de substance primordiale et d'atome indivisible héritées des philosophes grecs (tabl. 4). Avant la découverte de la structure électronique des atomes, les particules fondamentales dont seraient faites toutes les choses étaient les atomes des éléments figurant dans la classification périodique. La découverte...

• AXIONS

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 2 118 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 d’une particule...

• 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 ...

• BELL INÉGALITÉ DE ou THÉORÈME DE BELL

  • Écrit par Bernard CAGNAC
  • 1 190 mots

  Formule de mécanique quantique reliant les probabilités de certains phénomènes particulaires, l'inégalité de Bell joue un rôle extrêmement important dans le débat sur l'interprétation de la mécanique quantique. Trouvée en 1964, elle a montré qu'il existait des expériences particulières où les prédictions...

• BIG BANG

  • Écrit par Marc LACHIÈZE-REY
  • 2 533 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...

• BOSE-EINSTEIN CONDENSATION DE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 580 mots

  En 1924, Albert Einstein (1879-1955) reçoit un court article intitulé « La loi de Planck et l'hypothèse des quanta de lumière » qu'un jeune enseignant indien de l'université de Dacca (Bangladesh), Satyendranath Bose (1894-1974), lui envoie en lui demandant respectueusement ce qu'il en pense. Einstein...

• CHAMBERLAIN OWEN (1920-2006)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 782 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...

• CHAMP, physique

  • Écrit par Viorel SERGIESCO
  • 847 mots

  Entité décrite par l'ensemble des valeurs d'une grandeur physique, en général à plusieurs composantes, en tous les points de l'espace. D'ordinaire, le champ dépend aussi du temps (évolution du champ). On appelle couramment « champ en un point et au temps t » la valeur...

• CHAMPS THÉORIE DES

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 4 463 mots
  • 1 média
  ...l'émission et de l'absorption de grains électromagnétiques, appelés photons, ces quanta ayant toutes les caractéristiques attachées jusque-là aux corpuscules. De masse nulle, de moment angulaire intrinsèque (le spin) égal à h/2π (h est la constante de Planck), ces photons sont les vecteurs des...

• CHROMODYNAMIQUE QUANTIQUE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 6 420 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 une...

• 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
  ...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 des particules élémentaires électriquement chargées. Cette connaissance est exprimée par l'adéquation des calculs théoriques fondés sur l'électrodynamique...

• CRONIN JAMES WATSON (1931-2016)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 369 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 d'un...

• 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...

• DÉCOUVERTE DE L'ANTIMATIÈRE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 126 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 photographie,...

• DÉCOUVERTE DES BOSONS W ET Z

  • Écrit par Encyclopædia Universalis et Bernard PIRE
  • 310 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...

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