Sommaire
David Calvet
futura-sciences
|
Sans doute vaut-il mieux suivre les mises à jour de la rubrique
Science du site du CERN.
Qu’est-ce que le modèle standard ?
Le modèle standard de la physique des particules (en abrégé "modèle standard")
est la théorie actuelle qui permet d'expliquer tous les phénomènes observables
à l'échelle des particules. Le modèle standard englobe donc toutes les particules
connues ainsi que les trois interactions ayant un effet à l'échelle des
particules : l'interaction électromagnétique, l'interaction forte et l'interaction
faible. Le modèle standard permet donc d'expliquer tous les phénomènes naturels
sauf la gravitation qui, pour l'instant, résiste aux théoriciens pour une
théorie quantique... Le modèle standard est une théorie de champs quantique,
c'est donc une théorie à la fois quantique et relativiste. Le modèle standard
contient deux interactions distinctes : l'interaction forte expliquée par
QCD et l'interaction électrofaible qui est une unification de l'interaction
faible et de l'électromagnétisme, dont la théorie (QED) est inclue dans
cette interaction. Ces interactions sont expliquées par l'échange de bosons
de jauge (les vecteurs de cette interaction) entre fermions élémentaires.
Le modèle standard prédit aussi l'existence du boson de Higgs, particule
qui permet de donner une masse aux autres particules de la théorie. Cette
particule n'a pas encore été découverte.
Quelles sont les particules élémentaires ?
Les particules élémentaires du modèle standard sont au nombre de 24 :
- 12 bosons de spin 1,
particules de "rayonnement" qui sont les vecteurs des différentes interactions :
- 8 gluons qui transmettent l'interaction forte
- les W+ et W- qui transmettent l'interaction faible
- le Z0 qui transmet une forme de l'interaction faible provenant de l'interaction électrofaible
- le photon qui transmet l'interaction électromagnétique
- 12 fermions de spin ½,
les particules de "matière" séparées en deux catégories :
- 6 quarks et leurs anti-quarks qui forment des particules composites : les hadrons
- 6 leptons et leurs anti-leptons ...
Interactions et échanges de particules
Les interactions sont expliquées en physique des particules comme l'échange entre particules de matière de particules de rayonnement.
Le dessin ci-dessous montre deux bateaux qui s'éloignent l'un de l'autre car leurs occupants échangent un ballon (par le principe d'action-réaction
bien connu). Il y a donc interaction à distance entre les deux bateaux par échange d'un objet intermédiaire (le ballon). Cet objet est appelé le
vecteur de l'interaction.
Ainsi, en physique des particules, on explique toute interaction entre particules par l'échange entre ces particules de vecteurs (qui sont eux-même
des particules).
Exemple d'interaction entre deux particules (bleue et rouge) par l'échange d'une particule (magenta), tout comme les deux bateaux bleu et rouge interagissent en échangeant un ballon (magenta).
On peut aussi imaginer que plus le ballon est lourd, plus il sera difficile aux occupants du bateau de le lancer loin. Ainsi, si le ballon est trop lourd, les bateaux ne pourront plus interagir au-delà d'une certaine distance.
De même, en physique des particules, plus la particule vecteur d'une interaction sera lourde, plus cette interaction sera de courte portée.
|
