Le Bestiaire des Particules

Introduction

• Les particules sont regroupées en familles : fermions, leptons, hadrons, bosons.
• Importance du modèle standard de la physique des particules.
• Deux types de particules : composites et élémentaires.
• Particules élémentaires/fondamentales : pas nécessairement non composées, prudence des physiciens.

Modèle Standard

• Décrit l’électromagnétisme et les interactions nucléaires sans inclure la gravitation.
• Compatible avec la mécanique quantique.
• Tableau des particules élémentaires semblable au tableau périodique des éléments.
• Classification basée sur : quarks, leptons, bosons de jauge, boson de Higgs.

Les Quarks

• Composent les protons, neutrons, soumis à l’interaction nucléaire forte.
• Charges et couleurs : rouge, verte, bleue (convention).
• Ne peuvent exister seuls, ont une charge électrique et de couleur.
• Types de quarks : up, down, strange, charm, bottom, top.
• Propriétés :
  • Up, charm, top : charge de +2/3e
  • Down, strange, bottom : charge de -1/3e

Les Hadron

• Particules constituées de quarks (ex. : protons et neutrons).
• Deux sous-familles : mésons (quark + antiquark) et baryons (3 quarks).
• Propriétés des baryons :
  • Neutron (2 down, 1 up).
  • Proton (2 up, 1 down).
• Isospin, charge électrique, couleur et interactions.

Les Leptons

• Famille de particules insensibles à l’interaction forte.
• Types de leptons :
  • Électron, muon, tau (association avec neutrinos électroniques, muoniques, tauiques).
• Neutrinos : détectés difficilement, interaction faible, traversent la matière facilement.
• Super Kamiokande : détecteur de neutrinos au Japon.

Les Bosons

• Véhicules des interactions fondamentales de la physique.
• Types : Photon (électromagnétisme), Gluon (interaction forte), Bosons Z et W (interaction faible).
• Propriétés :
  • Photon : masse nulle, neutre, vitesse de lumière
  • Gluon : masse nulle, neutre, mais charges électriques qui s'annulent
  • Bosons Z et W : massifs, responsables de transformations entre quarks et leptons.

Conclusion

• Utilisation des diagrammes de Feynman pour comprendre les interactions et transformations entre particules.
• Importance de rester curieux et de continuer à explorer les domaines scientifiques.