Le Boson de Higgs

Publié le par Ysia

Le modèle standard de la physique des particules constitue la meilleure réponse à la question suivante : de quelles sortes de choses la matière est faite si elle est fractionnée dans ses plus petites composantes ? Commençons par une pierre, de l’air, ce livre ou encore votre tête et déchiquetez-en les parties constituantes. Vous découvrirez les éléments des couches successives de micro et nanostructures : fibres, cellules, mitochondries pour enfin arriver aux molécules. En appliquant l’énergie nécessaire, vous pourrez les diviser en atomes qui consistent en des noyaux denses entourés d’électrons. En y mettant un peu plus d’énergie (vous aurez alors besoin d’un grand collisionneur !), vous serez à même de voir les quarks à l’intérieur des protons et des neutrons. Jusqu’à présent, nous ne sommes pas parvenus à voir à l’intérieur d’un quark ou d’en disséquer un. Si, au moment de la division des atomes, nous avions ignoré le noyau et essayé de fractionner l’électron, nous serions arrivés au même stade car nous n’avons jamais réussi à voir quoi que ce soit dans un électron ou d’en décomposer un. C’est, de ce fait, ce qui constitue notre définition d’une particule élémentaire.
Ainsi dans le modèle standard de la physique des particules, électrons et quarks sont ce dont tout est fait et ils ne sont eux-mêmes faits de rien d’autre…Les électrons sont un exemple d’une classe de particules appelées leptons. Il y a aussi les muons et les tauons qui sont comme les électrons seulement plus lourds. Les autres leptons sont les trois sortes de neutrinos. Bien qu’ils soient nombreux, il n’y a pas d’interaction entre les neutrinos et les autres matières. Plus de mille milliards de neutrinos vous traversent par seconde grâce au rayonnement du soleil. L’autre catégorie de particules élémentaires sont les quarks. Il y en a six tout comme il existe six types de leptons. Ils sont identifiés par leur masse : « haut », « bas », « étrange », « charme », « dessous », « dessus ». Les protons et neutrons sont faits de quarks « haut » et « bas ». Les quarks ne sont jamais séparés les uns des autres. Ils sont toujours collés les uns aux autres pour former des particules plus grosses. Ces particules faites de quarks ont pour nom générique « hadrons » (d’où le nom du Grand collisionneur de hadrons qui essentiellement fait entrer en collision des protons et parfois des noyaux atomiques avec des neutrons à l’intérieur). Ces particules de matière ont tous pour partenaires des antiparticules. Elles interagissent toutes entre elles : elles s’attirent, se repoussent, se dispersent au gré des forces générées par une autre sorte de particules : les bosons vecteurs. La force électromagnétique véhiculée par les photons (quanta de lumière) s’exerce sur toutes les particules chargées sauf les neutrinos. La force forte transmise par les gluons ne s’exerce que sur les quarks. La force faible transmise par les bosons W et Z s’exerce sur toutes les particules. Pour que le modèle standard soit opérationnel, et en particulier pour que les particules élémentaires aient une masse, un objet unique et entièrement nouveau est également nécessaire – le boson de Higgs.

Jon Butterworth. traduit par Ysia

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