• Approche élémentaire mon Cher Schrödinger

  • Besoin d'explication sur des notions de physique-chimie, d'astrophysique, d'électricité ou de magnétisme ?
Besoin d'explication sur des notions de physique-chimie, d'astrophysique, d'électricité ou de magnétisme ?
 #5870  par GAIA
 
Elementaire mon Cher Schrödinger (lol) faut bien admettre que c'est assez coriace ... :Y-9: et encore ... ce n'est que la partie émergée de l'iceberg. Après démontage du lego, remontage avec des variantes :Y-30: c'est un métier (doctorat quand même !), voir plus ...

Quelques informations "basiques" pour aborder la physique des particules et mieux comprendre leurs interactions faible, forte, gravitation, électromagnétisme, et recombinaisons, à compléter , à peaufiner, non pas sur le fond mais sur la forme et réceptive à toutes les remarques permettant d'améliorer le sujet en essayant de simplifier au maximum, ce qui n'est pas une mince affaire, je le précise dans le titre : une approche élémentaire.

En préambule, dans le modèle standard de la physique des particules, il existe 2 grandes familles de particules élémentaires : les NEUTRONS et PROTONS regroupés dans une famille appelée "FERMIONS" et une autre famille appelée "BOSONS" dont les photons.

LES FERMIONS

Les fermions composent la matière ordinaire mais ils peuvent aussi se comporter comme des ondes.

Le lepton est un fermion élémentaire, insensible à l'interaction forte et il en existe 6 sortes :

- l'électron
- le muon (particule instable)
- le tauon (une particule très instable)
- le neutrino (le plus léger des fermions)
- les quarks sont des protons et des neutrons.

Les fermions sont des particules de spin demi-entier (1/2).
Ils obéissent à la statistique de Fermi-Dirac.
Les fermions échangent dans un état anti-symétrique. (Je vérifie anti car j'ai un doute sur la définition "anti" il y a dissymétrie dans l'échange des particules et leur recombinaison).
Oui, après vérification, il s'agit bien d'anti-symétrie et même échange "totalement anti-symétrique".


Les fermions obéissent au principe d'exclusion de Pauli et ne peuvent pas se trouver dans le même état quantique (quantique = infiniment petit, des particules sub-atomiques régies par des théories, des phases de temps (quantum) dont le temps est abordé différemment d'un espace spatial en 3 dimensions (macroscopique).

LES BOSONS

Les bosons sont les vecteurs de la force nucléaire faible.
particules échangeant dans un état - localement - symétrique avec d'autres particules.
Ils obéissent à la statistique de Bose-Einstein.
Si le fermion a un spin de 1/2, le boson a un spin de 1.
Les bosons, contrairement aux fermions, échangent dans un état totalement symétrique.

- le photon est un boson ou particule élémentaire est une onde transportant de l'énergie (force électromagnétique) sans transporter de matière ;

- le graviton est un boson de jauge. Les bosons de jauge sont intermédiaires dans les interactions fondamentales ;

- le boson de Higgs ;

- les bosons Z0, W-, W+(interaction faible).

- 8 gluons de l'interaction forte
masse = 0, charge électrique = 0, spin = 1, stable.






UN ATOME

en grec atome signifie "indivisible".
constituant fondamental de la matière. Un corps constitué d'atomes de même espèce est appelé "corps simple".
Composition d'un atome = 1 noyau de nucléons : photon et neutron concentrant pratiquement toute la masse de l'atome.
Taille de l'atome : de l'ordre de 10-10m.
Le plus petit atome est celui de l'hydrogène : 1 seul proton, 1 électron.


UN NOYAU D'ATOME

Le noyau des atomes est formé de protons et de neutrons.
Le nombre de neutrons est voisin du nombre de protons mais peut varier.
C'est ce que l'on appelle LES ISOTOPES.


LE PROTON

Le proton est un nucléon.
Il forme le noyau de l'atome avec les neutrons.
Sa charge électrique est de +1, l'inverse de celle de l'électron.
Son nom grec signifie "le premier", une des premières particules a avoir été identifiées.


LE NEUTRON

Le neutron est un nucléon.
Il forme le noyau de l'atome avec les protons.
Contrairement au proton, sa charge électrique est nulle.


LE NUCLEON

Le nucléon est un baryon.
C'est un des composants de l'atome avec les électrons.
Il forme le noyau atomique.
Il y a 2 sortes de nucléons : les protons et les neutrons.


LES ELECTRONS

Un électron est un lepton.
C'est un des constituants de l'atome avec les nucléons.
L'électron a une charge électrique négative de -1,6 10-19C, qui est la charge électrique élémentaire.
On dit que sa charge est -1.
Sa masse est de 9,1 10 -31kg, soit 0,511 MeV.

LE POSITRON OU POSITON OU ANTI-ELECTRON

antiparticule associée à l'électron.
même spin et même masse que l'électron.
La charge électrique diffère : +1 pour le positron -1 pour l'électron.


LE PHOTON

Le photon est un boson.
Particule élémentaire (quantum) de la lumière.
Vient du grec et signifie "lumière".
Le photon transmet la force électro-magnétique,
la lumière étant un exemple d'ONDE électromagnétique.


LE BARYON

Le baryon est un hadron du groupe fermion (les hadrons fermioniques).
Il est formé de 3 quarks qui ont leurs propres anti-particules, les anti-baryons, composés de 3 anti-quarks.
Le baryon peut être un proton - un neutron - un hypéron.


LE HADRON

Composé de particules sub-atomiques, régit par l'interaction forte.
Particule composée de quarks, d'anti-quarks et de gluons.

Les hadrons sont des :
. MESONS : hadrons bosoniques (boson) formés par des configurations de paire quark/anti-quark.
Sous groupe de mésons : pion et kaon.

. BARYONS : voir la définition ci-dessus.


LES GLUONS

sont des vecteurs de la force électromagnétique forte qui maintient les quarks ensemble.
Une expression usitée : la "glue quantique" = une colle, une attraction.


LE QUARK

Le quark est une particule élémentaire sensible à l'interaction forte.
Il forme les hadrons.
Il existe 6 sortes de quarks :
le quark up (u)
le quark down (d)
le quark étrange (s) ou strange
le quark charmé (c)
le quark beau (b)
le quark top (t)


L'ANTI-MATIERE

Dans le modèle dit standard, il s'impose de laisser une place à l'anti-matière. Et, ... comment !

Les particules élémentaires possèdent leur anti-particule. Ainsi, le neutron a un anti-neutron, le proton un anti proton. Ces particules de charge opposée en se collisionnant libèrent instantannément de l'énergie. Ils deviennent quarks et anti-quarks (échelle sub-atomique).

C'est l'un des programmes majeur du L.H.C.
Nous aurons peut être la réponse avec le L.H.C. La matière est plus abondante que l'anti-matière, sinon notre univers se serait auto-détruit.





Hors modèle standard

LE GRAVITON

Particule théorique, non encore démontré, véhicule la force gravitationnelle.
Le graviton est appelé "Boson de jauge".

LE BOSON DE HIGGS
Particule hypothétique, non encore démontré par l'expérimentation.
Fait partie de la recherche fondamentale du programme du Grand Collisionneur Hadronique.
Un autre boson identifié : l'AXION.

Ah, j'allais oublier mon préféré : LE TACHYON.
Ce "fâmeux" tachyon qui fait travailler mon imaginaire, dans des référentiels se déplacerait à une vitesse supraluminique (plus vite que la lumière), qui pourrait remonter le temps, faire des incursions dans le passé et le futur (la causalité : une cause précède un effet) et causer un sacré mal de têtes aux chercheurs. :Y-49: :Y-48: ou des accélérations fulgurantes TACHYOcardiques. Accélération rapide en grec, la Patrouille de France n'a qu'à bien se tenir (prévoir un sac de ...).

A suivre ... si vous avez des remarques, n'hésitez pas !
Si des physiciens se promènent sur le site, merci d'apporter votre pierre à l'édifice.
 #5948  par Jean Fournage
 
Bonjour

Petite inexactitude :les quarks ne sont des protons et des neutrons .
Les quarks sont les composants des protons et des neutrons.
le neutron est composé ,UDD:1 quark U et 2 quarks D.
Le proton est inverse:UUD
 #5949  par GAIA
 
A Jean FOURNAGE

Merci infiniment de votre intervention, précision.

Pourriez vous nous apporter votre contribution et nous renseigner sur les mésons, les pions, les kaons ou de toutes les autres particules manquantes dans mon post à l'échelle sub-atomique, qui sont moins connues, et, pour cause ? ...

Auriez vous des remarques à formuler, sur la présentation, le contenu, des ajouts ?

Elles seront les bienvenues.

Cordialement,
Gaïa