- PARTICULES ÉLÉMENTAIRES
- PARTICULES ÉLÉMENTAIRESLA physique des particules élémentaires est, par essence, une discipline frontière. Elle est à la limite du savoir dans l’étude de la structure de la matière; elle est souvent à la limite des possibilités technologiques par les moyens qu’elle doit utiliser.L’étude des particules élémentaires s’appelle aussi «physique des hautes énergies» car, selon les principes de la mécanique quantique, scruter des structures de plus en plus fines exige des sondes de plus en plus énergiques. C’est donc le domaine des grands accélérateurs car, avec les procédés actuels d’accélération, il faut beaucoup d’espace si l’on veut obtenir des faisceaux de très haute énergie. Pour les années quatre-vingt-dix, la circonférence des accélérateurs se mesure en dizaines de kilomètres mais, à ce prix, notre connaissance de la structure de la matière a progressé au cours des trois dernières décennies de 10-15 m à 10-18 m, soit d’un facteur cent mille, et notre compréhension des lois physiques s’est trouvée considérablement enrichie.Parmi les progrès spectaculaires, citons la découverte des bosons W+, W- et Z0 en 1983, apportant ainsi une confirmation éclatante aux idées qui sont décrites infra , au chapitre Le cadre théorique: le modèle standard , ou encore l’observation quasi directe de collisions entre quarks et gluons constituant des nucléons, version moderne de la fameuse expérience de Rutherford mettant en évidence le noyau atomique.Un autre développement important est la part croissante de la physique des particules en astrophysique dans la compréhension de la genèse de l’Univers. En effet, les conditions de l’explosion initiale dans la théorie du big bang sont telles qu’on ne peut plus ignorer les interactions des particules élémentaires. La température de l’Univers naissant est inversement proportionnelle à la racine carrée du temps. En comprenant la structure de la matière à 10-18 m, on aborde la physique à des énergies de particule de l’ordre de 100 GeV. C’est la physique qui prévalait un dix-milliardième de seconde après le big bang.Nous présentons ici ce domaine au développement très rapide. Nous mentionnons d’abord la classification des particules en différentes familles (leptons, hadrons) et la hiérarchie de leurs interactions. Après un rappel des acquis des années soixante, nous décrivons plus en détail les découvertes expérimentales et théoriques récentes. La dernière partie concerne les traitements statistiques en physique des particules.
Encyclopédie Universelle. 2012.
