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Ok mes amis, Voici ci dessous l explication des "particules">>>
Il y a longtemps que l'homme s'interroge sur les constituants les plus petits de la matière. Au IVe siècle av. J.-C., les philosophes grecs Leucippe et Démocrite émettent l'hypothèse que toute matière est composée de particules minuscules, invisibles à l'œil nu, en mouvement perpétuel, très solides et éternelles : les atomes, du mot grec atomos qui signifie indivisible.
Démocrite (460-370 av. J.-C.), philosophe grec, développe la théorie atomiste : l'Univers n'est constitué que d'atomes et de vide, tous les corps sont formés par des combinaisons d'atomes.
Il a fallu plus de vingt siècles pour que ce concept resurgisse : en 1818, après avoir étudié de nombreuses réactions chimiques, John Dalton établit que chaque substance chimique est formée d'atomes, indivisibles. En 1811, Amedeo Avogadro émet l'idée que les atomes se combinent pour former des molécules et évalue la taille des atomes, de l'ordre de 10-10 m.
John Dalton (1766-1844), chimiste et physicien anglais, fondateur de la théorie atomique : la matière est composée d'atomes de masses différentes qui se combinent selon des proportions simples (c'est-à-dire selon des rapports de nombres entiers petits). Il étudie les mélanges gazeux et énonce la loi des pressions partielles, pose les bases scientifiques de la météorologie et décrit sa propre déficience visuelle, le daltonisme.
Amedeo Avogadro (1776-1856), physicien et chimiste italien, énonce la loi qui porte son nom : deux volumes identiques de gaz, dans des conditions de température et de pression identiques, contiennent le même nombre de molécules. Il est le premier à comprendre la différence entre atome et molécule et établit les formules de plusieurs espèces chimiques.
À la fin du XIXe siècle, Joseph John Thomson montre que l'atome n'est pas une particule élémentaire mais qu'il contient lui-même des particules négatives, appelées électrons. Il établit ainsi le premier modèle de l'atome : les électrons, chargés négativement, sont immergés dans une masse positive, « comme les raisins dans un gâteau ».
Joseph John Thomson (1856-1940), physicien anglais, professeur à Trinity College (Cambridge), membre des laboratoires Cavendish. Ses travaux sur la conduction de l'électricité par les gaz le conduisent à la découverte de l'électron en 1897. Prix Nobel de physique en 1906.
En 1911, Ernest Rutherford précise la structure de l'atome. Quand il bombarde une mince feuille d'or avec des particules α (noyau de l'atome d'hélium), la majorité des particules traverse la feuille d'or en subissant une légère déviation, mais certaines sont rejetées en arrière. Ce dernier phénomène ne peut se produire que si la charge positive est concentrée dans une petite partie centrale de l'atome, appelée noyau atomique, dont la taille est de l'ordre de 10-14 m : l'atome est « plus creux que plein ». Les électrons tourneraient autour du noyau comme les planètes du système solaire gravitent autour du Soleil.
Ernest Rutherford (1871-1937), physicien britannique d'origine néo-zélandaise, professeur aux universités de McGill, Manchester et Cambridge. Il identifie les désintégrations radioactives, étudie les transmutations des éléments chimiques, découvre les particules α et les utilise pour provoquer des désintégrations d'éléments chimiques, élabore le modèle atomique qui porte son nom et découvre le proton. Il est considéré comme le fondateur de la physique nucléaire. Prix Nobel de chimie en 1908.
Le modèle atomique de Rutherford n'était pas satisfaisant car il était instable. En effet, selon les lois de l'électromagnétisme, toute particule chargée ayant un mouvement accéléré émet du rayonnement électromagnétique. D'après le modèle de Rutherford, les électrons, dans leur mouvement circulaire autour du noyau atomique, devraient donc émettre du rayonnement, perdre leur énergie et tomber sur le noyau atomique.
Ce problème conduit Niels Bohr à émettre en 1913 des hypothèses audacieuses : les orbites circulaires des électrons sont stables et leur rayon a une valeur fixe. C'est en émettant ou en absorbant un photon que l'électron peut passer d'une orbite à une autre. Bohr applique ces hypothèses à l'atome le plus simple, celui d'hydrogène, et son explication des niveaux d'énergie connaît un grand succès.
Niels Bohr (1885-1962), physicien danois, professeur à l'Université de Copenhague. Il applique les premiers éléments de la mécanique quantique à la structure de l'atome en construisant le modèle qui porte son nom, contribue à l'interprétation de la mécanique quantique et modélise le noyau atomique et la fission nucléaire. Il fonde à Copenhague l'Institut de Physique Théorique qui, dans la première moitié du XXe siècle, regroupe une pépinière de jeunes physiciens. Prix Nobel de physique en 1922.
En 1918, Rutherford bombarde de l'azote avec des particules α et trouve des traces d'hydrogène. Il en conclut que le noyau d'hydrogène est une particule élémentaire qui entre dans la constitution du noyau atomique et l'appelle proton, du grec protos, qui signifie premier.
En 1932, James Chadwick bombarde du béryllium avec des particules α et met en évidence un flux de particules électriquement neutres et de masse voisine à celle du proton : il découvre le neutron.
James Chadwick (1891-1974), physicien anglais. Après des études à Manchester, Cambridge et Berlin, il travaille dans les laboratoires Cavendish (Cambridge) avec Ernest Rutherford. Il découvre le neutron en 1932. Prix Nobel de physique en 1935.
Ce sont les interactions entre particules élémentaires qui entraînent la formation des objets qui nous entourent. L'histoire de la découverte des particules élémentaires est intimement liée à celle de leurs interactions.
Voici plusieurs liens a etudier>>>
http://feynman.phy.ulaval.ca/marleau/marleau_particules.pdfhttp://sfp.in2p3.fr/CP/affiche/Images/livretweb%20copie.pdfLes Particules Elémentaires
Historique
Jusque la fin du 19ème siècle, on pensait l'atome indivisible. En 1897, Thompson découvre l'électron que l'on soupçonne d'être un des constituants de l'atome. Plusieurs modèles théoriques vont être construits pour décrire cet atome mais ils se heurteront toujours aux expérimentations. En 1911, Rutherford dévoile enfin la structure de l'atome grâce à sa célèbre expérience au cours de laquelle il projète un faisceau de particules alpha sur une fine couche d'or. On comprend alors que l'électron gravite autour d'un minuscule noyau regroupant toute la charge positive de l'atome et quasiment toute sa masse. Dans les années 1930, on découvre le proton et le neutron et on décrit ainsi la structure interne du noyau. Cependant, on découvre également dans les rayons cosmiques, l'anti-électron dont l'existence avait été prévu en 1928 par Dirac. Avec la découverte de l'anti-proton en 1955, on comprend qu'à chaque particule est associée une anti-particule de charge électrique opposée. En 1937, on observe le muon, un électron 200 fois plus lourd, puis en 1975, le tau 3500 fois plus lourd, qui seront les prémices de la création des 3 familles de particules. Dans les années 60, on, notamment Gell-Mann, a commencé à douter de l'indivisibilité des protons et neutrons. Ceci c'est conclu par la découverte des partons entre 1970 et 1972, particules que l'ont nommera ensuite "quarks".
Finalement, on sait aujourd'hui que les atomes sont constitués de leptons, des électrons, gravitant autour d'un noyau. Ce noyau est formé par des nucléons, les protons et les neutrons, eux-mêmes constitués de quarks.
Les Propriétés des Particules
La caractéristique évidente d'une particule est sa masse. Généralement, les physiciens nucléaires l'expriment en MeV/c² en référence à la célèbre formule d'Einstein E=mc². La masse varie alors entre 0 (pour les certains vecteurs de force et peut-être le neutrino) et des milliers de MeV/c² (pour le 6ème quark notamment). On pourrait croire que la masse est surtout reliée à la gravitation mais en fait, cette force est souvent négligeable devant les autres, si bien que la masse ne sert essentiellement que dans les relations entre les forces et l'accélération.
La charge électrique reste avec la masse, la seule caractéristique concrète des particules. Elle s'exprime en multiples entiers de charge élementaire e=1.602E-19 C (sauf pour la charge des quarks qui est un multiple du tiers de cette charge). Cette propriété régit principalement les interactions des particules avec les champs électromagnétiques.
Le spin est probablement la caractéristique la plus abstraite des particules. Il a été introduit par Pauli pour palier à l'incompréhension de l'effet Zeeman anormal.
Avec la découverte de nouvelles particules et la création de nouveaux modèles, on a introduit beaucoup d'autres nouvelles caractéristiques : la saveur des quarks les sépare entre 3 familles. La couleur permet comme le spin, d'expliquer un triplement du nombre d'états possibles pour les quarks. Les nombres leptoniques et baryoniques permettent de préciser les désingrations possibles.
Le Spin, les Bosons et les Fermions
Le moment cinétique intrinsèque ou spin, est une valeur qui n'a aucun équivalent en mécanique classique. Il s'agit d'un nombre entier ou demi-entier s, qui autorise l'existence de 2s+1 états différents alors que sans le spin, ils seraient identiques. Ceci conduit donc à des dédoublements de raies spectrales, des dégénérescences (plusieurs états différents pour la même énergie) de couches électroniques ...
Si on considère deux particules identiques, leurs comportements mutuel va dépendre de leur spin. S'il est demi-entier, on dit que ce sont des "Fermions", ils obéissent au principe d'exclusion de Pauli et ne peuvent alors pas être rigoureusement dans le même état. L'état normal sera alors le même mais la dégénérescence créée par le spin leur permet de se placer parmi les 2s+1 états différents donc de ne pas être dans le même état. C'est selon ce mode que les couches électroniques des atomes sont remplies : les électrons ont un spin de 1/2 et on a donc 2 états de spin par états "classique". Ainsi, dans chaque état de chaque sous-couche peuvent se placer deux électrons. Si le spin est entier, on dit que ce sont des "Bosons", plusieurs particules identiques peuvent se regrouper dans le même état et ne constituer qu'un seul plus gros corps. Cela permet l'observation de phénomène étrange comme la condensation de Bose-Einstein pendant lequel des photons ne forment plus qu'un seul corps et peuvent être décrit comme une seule particule.
Enfin, on peut remarquer que les vecteurs des forces sont des bosons tandis que les particules de "matière" sont souvent des fermions.
Les Symétries et leur Brisure
En physique, une symétrie caractérise une propriété qui se conserve dans une réaction ou le fait qu'une propriété est conservée lorsqu'on modifie le problème.
Concretement, les trois grandes symétries en physique nucléaire sont la vue dans un miroir (symétrie P), la conjugaison (symétrie C qui change les charges en leurs opposées) et le renversement du temps (symétrie T). Une expérience physique se réalisera donc de la même façon si on oppose les charges, si on la regarde dans un miroir ou si ou passe son film à l'envers.
Cependant, le 20ème siècle a vu l'avènement d'une nouvelle théorie décrivant les systèmes microscopiques, la mécanique quantique. Un des principê de base de cette théorie est le fait qu'on ne peut prévoir que des probabilités de résultats d'une expérience et pas son résultat exact. Ainsi, des expériences peuvent ne pas respecter des symétries tant qu'en moyenne, elles les respectent. Ceci a été effectivement observé puisqu'on remarqué une brisure de la symétrie P dans les années 50 lors de désintégration Bêta : l'hélicité (orientation du spin par rapport à la quantité de mouvement) n'est pas inversée quand la réaction est retournée dans un miroir. De même, la symétrie CP fut brisée en 1964 lors d'une réaction contenant des mésons K.
De la même façon, la conservation de charges (spin, charge électrique, ...) au cours de réactions est un principe de base de la physique contemporaine. Cependant, le mécanique quantique autorise des entorses à ces conservations. Ainsi, on verra que la portée de certaines interactions est directement liée à la conservation de l'énergie qui n'est pas vérifiée pendant un cours instant.
Classification des Particules
Le modèle standard admis actuellement comprend 12 particules élémentaires : 6 quarks et 6 leptons. Par ailleurs, ces 12 particules peuvent également être regroupées en 3 familles de 4 : deux quarks, un lepton chargé (charge -1 comme l'électron) et son neutrino correspondant. Une expérience réalisée au CERN en 1989 a prouvé qu'il n'existe pas de 4ème famille car le nombre de familles est proportionnel à la largeur en énergie du boson vectoriel intermédiaire Z, c'est à dire à l'incertitude sur la mesure de sa masse. Toutes les particules plus complexes (les hadrons) sont formées à partir de 2 ou 3 quarks.
Voici un tableau récapitulatif des principales propriétés des quarks et des leptons :
Nom Charge Masse (Mev/c²) Découverte
Down -1/3 335 1963
Up 2/3 338 1963
Strange -1/3 540 1963
Charm 2/3 1500 1974
Beauty -1/3 4750 1977
Truth 2/3 175000 1995
Nom Charge Masse (Mev/c²) Découverte Durée (s)
Électron -1 0.511 1897 > 6E29
Neutrino Électronique 0 0 ? 1954 Oscillations ?
Muon -1 105.7 1936 2.2E-6
Neutrino Muonique 0 0 ? 1962 Oscillations ?
Tau -1 1785 1975 3.4E-13
Neutrino Tauique 0 0 ? ? Oscillations ?
Pour représenter les trois familles précédemment citées sur ces tableaux, il suffit de regrouper les lignes 2 par 2. Tous les quarks présentés ici ont un nombre baryonique qui vaut 1/3. Pour les antiquarks, il vaut -1/3. Tous les leptons présentés ici ont un nombre leptonique qui vaut 1. Pour leurs antiparticules, il vaut -1.
Vous pouvez afficher ces tableaux en version plus jolie et plus détaillée : Leptons et Quarks.
Des Quarks aux Hadrons
Les quarks sont des Fermions de spin 1/2. L'intensité de la force forte entre quarks noue empêche de les séparer. Ils restent donc toujours confinés à l'intérieur de particules plus complexes, les "Hadrons". Il y a deux façons d'assembler des quarks pour former des hadrons : soit, on regroupe 3 quarks et on obtient alors un "Baryon" dont la charge est entier compris entre -1 et 2, et de spin 1/2. Soit, on regroupe 1 quark et un antiquark pour obtenir un "Méson" dont la charge est -1, 0 ou 1 et le spin 1.
Entre les années 1950 et 1975, on a découvert beaucoup de particules mais certaines ont amené les scientifiques à modifier la théorie décrivant les quarks. On a en effet découvert une résonance (particule très instable) où 3 quarks "up" étaient dans le même état de spin, ce qui est interdit par le principe de Pauli. Afin de conserver la validité de ce principe, on a introduit une nouvelle propriété quantique, la "couleur", tout comme on avait introduit le spin auparavant. La couleur de quark est alors rouge, bleu ou vert. Les antiquarks sont quant à eux, antirouge, antibleu ou antivert. Ainsi, le problème de la résonance récédente s'explique par le fait que les 3 quarks ont des couleurs différentes et ne sont donc pas dans le même état quantique.
Plus précisément, on a fixé les règles de création des particules en fonction de la couleur des quarks afin que la particule créée soit incolore. Concrètement, un baryon doit contenir un quark rouge, un bleu et un vert, tandis qu'un méson contient un quark d'une couleur et un antiquark de l'anticouleur correspondante.
Ainsi est née la chromodynamique quantique, théorie très complexe qui décrit tout ce qui précède et tout ce qui suit. L'interaction forte est véhiculée par des gluons. Les gluons possèdent chacun une couleur et une anticouleur, et ont donc également la possibilité de changer la couleur des quarks. Ainsi, un gluon vert-antibleu absorbé par un quark bleu le transforme en quark vert. Ce processus est bien-sûr réversible. On a donc 6 gluons de changement de couleur et il devrait y en avoir 3 de non-changement (rouge-antirouge, bleu-antibleu et vert-antivert) mais la théorie les remplace par l'association de deux gluons g1+g2. On a donc en tout 8 gluons différents. En fait, ce nombre 8 est lié au fait que l'interaction forte est décrite par des matrices de rotation du groupe SU(3) dans lequel les éléments sont fixés par 8 paramètres. D'ailleurs, on peut remarquer que le nombre 3 dans le groupe SU(3) correspond également au nombre de couleurs possibles pour un quark.
Finalement, on peut décrire l'intérieur d'un hadron comme un assemblage de quark avec des gluons qui forment des liaisons entre eux. Cependant, comme dans un hadron, les quarks sont très proche, l'interaction forte n'est pas immense et les quarks restent suffisamment libres. Ainsi, la représentation sous la forme de quarks liés par les élastiques formés de gluons semble cohérente.
Les Leptons
La deuxième grande famille de particules élémentaires est constituée des leptons. Il s'agit en fait de trois particules du types d'un électron, auxquelles correspondent 3 neutrinos. Toutes ces particules sont de spin 1/2 et de masse très faible voire nulle. Le muon est totalement identique à l'électron à l'exception de sa masse qui est 200 fois supérieure. Le tau est quant à lui, 3500 fois plus lourd que l'électron. Le rôle principal de l'électron est de former le nuage électronique des atomes. Le muon et le tau ne peuvent pas en faire autant car leur durée de vie est beaucoup trop courte.
Cependant, le muon vit assez longtemps (quelques microsecondes) pour se placer en orbite autour d'un noyau. En effet, si on parvient à le piéger dans le potentiel du noyau d'un atome, sa masse importante va lui faire descendre rapidement les niveaux d'énergies jusqu'à ce qu'il se retrouve sur le premier niveau. Mais comme sa masse est 200 fois supérieure à celle de l'électron, il sera aussi 200 fois plus près du centre du noyau, et à donc une très forte probabilité de se trouver dans le noyau. La durée de cette mise en place est négligeable devant sa durée de vie donc, il devient possible d'étudier directement l'intérieur de se noyau. C'est ce qu'on appelle un atome muonique. Par contre, les atomes tauiques sont irréalisable car le temps de mise en place est environ égal à la durée de vie du tau.
Les trois neutrinos correspondent chacun à une des trois particules précédentes.
Les Neutrinos
Le neutrino est de nos jours très souvent cité dans l'actualité scientifique de part son mystère et les implications qu'il pourrait avoir dans plusieurs domaines scientifiques.
Son existence a été supposée en 1930 par Pauli suite aux problèmes énergétiques rencontrés dans les désintégration Bêta. Mais cette hypothèse resta à l'état de rêve jusqu'en 1956, date à laquelle on l'a détecté pour la première fois.
La désintégration Bêta impose à cette particule d'être de spin 1/2 et de charge nulle, Fermi l'appela donc "neutrino" (le petit neutre). Depuis, on a également detecté le neutrino muonique mais on cherche toujours le tauique. Cette particule est probablement la plus mystérieuse du modèle standard. Ceci est dû au fait qu'elle n'est soumise qu'à la force faible. Ainsi 65 milliards de neutrinos nous traversent chaque seconde sans ne rien sentir.
La principale chose que l'on cherche à connaître est sa masse. On ignore toujours si elle nulle ou pas mais des expériences récentes, très controversées, semblent montrer qu'elle était forcément inférieure à 10 eV/c². On utilise pour cela le fait que si les neutrinos ont une masse, ils oscillent. C'est à dire qu'un neutrino électronique va se transformer en muonique et en tauique. Par ailleurs, si le neutrino possède une masse non nulle, il sera alors égal à son antiparticule, et cela permet alors de prévoir des double-désintégration Bêta sans émission de neutrinos. Mais cela n'a toujours pas été observé.
Plus de détails sont disponibles à la page Les Neutrinos.
Le Boson de Higgs
Le modèle standard nécessite pour être cohérent, l'existence d'une particule nommée Boson de Higgs. En fait, ce sont même trois particules H-, H° et H+ qui sont nécessaires mais seul H° est censée être observable.
Ceci vient de la théorie des champs de Yang-Mills. Ces champs sont à l'origine à vecteur de masse nulle si bien que seulement deux états de spin sont possibles au lieu de trois. En fait, si on applique ceci aux vecteurs de l'interaction électrofaible, on constate que les W+,W- et Z° ont une masse non nulle et donc trois états possibles. Par contre, le photon vérifie bien les conditions du champ de Yang-Mills.
Pour que les trois bosons vectoriels les vérifient également, on considère qu'il était au départ de masse nulle mais qu'ils ont depuis absorbé un autre boson, dit boson de Higgs. Ce boson de Higgs correspond à un champ constant, dit champ de Higgs, ce qui ne change pas les propriétés de l'espace considéré. Il existerait donc 4 bosons de Higgs : H+ aurait été absorbé par W+, H- par W-, H° par Z°. Mais le photon qui vérifiait les hypothèses n'a pas absorbé son boson de Higgs, également noté H°.
On devrait donc pouvoir observer ce H° mais pas les 3 autres. Cependant, ce boson reste très mystérieux étant donné qu'on ne sait notamment, qu'encadrer sa masse.
En fait, ce modèle n'est qu'un des nombreux modèles expliquant la masse des bosons par le mécanisme de Higgs. Il s'agit toujours de superposer un champ scalaire uniforme non nul. Ici, on superpose un champ différent pour chaque boson mais certains modèles superposent le même champ, avec une constante de couplage différente. Ce mécanisme est très usité dans plusieurs domaines de la physique. Ce serait un très grand succès pour le modèle standard si on découvrait effectivement le boson de Higgs.
La Désintégration des Particules et l'Existence de l'Univers
La plupart des particules ont une durée de vie finie. Pour les quarks et les leptons, celle-ci est très courte pour les éléments de la 3ème famille alors qu'elle est relativement longue pour ceux de la 1ère. Les particules se désintègrent donc assez rapidement en émettant d'autres particules, pas forcément plus stable. Mais cette réaction doit toujours avoir lieu en respectant la conservation de toutes les grandeurs habituelles.
La conservation des nombres leptoniques et baryoniques impose qu'il existe un lepton stable et un baryon stable. Parmi les baryons, la particule la plus stable que nous connaissions est le proton dont la durée de vie est supérieure à 10E39 secondes. Cependant, si le proton est stable et ne désintègre jamais, il en va de même de l'antiproton. Les baryons finissent donc tous par se transformer en protons ou en antiprotons. Mais comme chaque particule est toujours créée en même temps que son anti-particule, après désintégration de toutes celles-ci en protons et anti-protons, on doit obtenir le même nombre de protons et d'antiprotons et donc annihilation totale de ceux-ci. L'univers ne pourrait donc pas exister si le proton était stable.
SU(5) et la Désintégration du Proton
On peut représenter une famille de leptons et quarks grace à des matrices du groupe Spécial Unitaire SU(5). Ces matrices sont habituellement constituées de deux blocs diagonaux, le premier décrit les transformations des baryons en baryons, le second, celles de leptons en leptons.
Lorsque tous les éléments en dehors de ces blocs sont nuls, la conservation des nombres leptoniques et baryoniques est assurée. On est donc amené à considérer que, étant donné l'existence de l'univers, les éléments en dehors de ces deux blocs ne sont pas nuls. Ils correspondent alors à des bosons intermédiaires X très lourds intervenants notamment dans la désintégration du proton.
En fait, on évalue leur masse à 1E15 GeV soit, mille milliards de fois l'énergie actuellement accessible dans les accélérateurs de particules. Autant dire que la découverte de ces bosons intermédiaires X est très peu probable.
Cependant, cela ne suffit à justifier l'existence de l'univers dans la mesure où, les quantités de matière et d'antimatière étant identiques au moment du Big Bang, elles devraient l'etre de nos jours. On admet donc que la désintégration du proton existe, mais qu'elle est plus rare que celle de l'antiproton. La quantité d'antimatière baryonique actuelle est donc logiquement inférieure à la quantité de matière baryonique.
Notre existence est donc peut-être due à la violation de la conservation du nombre baryonique et à une brisure de la symétrie C de conjugaison des charges, dans la désintégration du proton.
Les Théories Super-Symétriques, des Cordes et des Membranes.
Ces théories associent à chaque particules "classiques" une particule supersymétrique. Ainsi à tout fermion est associé un boson (dont on obtient le nom en rajoutant le préfixe "s" devant le nom de la particule originale) et à tout bosons est associé un fermion (dont on obtient le nom en rajoutant le suffixe "ino"). Cependant, toute ces particules supersymétriques n'ont jamais été observées. Par exemple, le sélectron doit avoir une masse de 1000 GeV/c², ce qui est encore supérieur aux énergies actuellement accessibles.
Ces théories permettent par ailleurs de montrer que les lois de la physique sont indépendantes du référentiel d'étude, ce qui est l'hypothèse de base de la Relativité Générale d'Einstein. La supersymétrie a donc l'énorme avantage de pouvoir décrire la gravitation. Ainsi, elle prévoit que cette force est régie par le graviton, boson de masse nulle et de spin 2. Ces études ont permis de fonder la théorie de la supergravité, qui décrit les univers de dimension inférieure ou égale à 11. Mais que représente alors les dimensions autres que l'espace et le temps ?
Au début des années 20, Kaluza et Klein et émis l'hypothèse que l'univers classique à 4 dimensions en possèdait en fait une 5ème. Cependant, cette nouvelle dimension avait la particularité de ne pas être infinie, mais au contraire, de se refermer sur elle-même, en cercle. On a supposé que sa taille était si petite qu'elle était totalement imperceptible à notre échelle. Le fait que cette 5ème dimension se referme sur elle-même impose une quantification des longueurs d'onde des phénomènes qui s'y propage. La quantification apparaît donc naturellement dans cette théorie.
Les 7 dimensions invisibles peuvent donc être finies ou infinies. Par exemple, la quantification des charges électriques en multiples de la charge élémentaire e, pourrait découler du fait qu'une de ses dimensions soit finie.
Désormais, la théorie de la supergravité a été supplantée par ce que l'on appelle les cordes, ou plus généralement les membranes. Toutes ces théories,qui se basent également sur l'hypothèse de supersymétrie, décrivent l'univers par l'étude du mouvements d'objets de dimension 1, les cordes, ou de dimension supérieure, les membranes. Cela a abouti à la construction de 5 théories différentes, permettant chacune de décrire certains phénomènes physiques. On cherche maintenant à construire la théorie M, qui doit englober ces cinq théories et ainsi décrire l'ensemble de l'univers.
>>>Tableau des Particules élémentaires:
Famille Symbole Particule Masse Charge Spin Période
(secondes)
(MeV/c2)
Boson photon 0 0 1 ∞
W-, W+ W ~81000 -1,1 1 < 10-24
Z° Z° 91187 0 1 < 10-24
H°, H+, H-, ... higgs >50000 0,-1,1 0 < 10-24
g gluon >1012 - 1
- graviton >1012 - 2 ∞ ?
Quark u, anti u up 5 2/3, -2/3 ½ ∞ ?
d, anti d down 8 0 ½ ∞ ?
c, anti c charm 1270 2/3, -2/3 ½ ~10-12
s, anti s strange 175 0 ½ ~10-8
b, anti b bottom 4250 0 ½ ~10-12
t, anti t top 175000 2/3, -1/3 ½ ~10-25
Lepton e-, e+ électron 0.511 -1,1 ½ ∞
-, + muon 105.66 -1,1 ½ 2.2x10-6
- tauon 1784 -1 ½ 2.9x10-13
e, anti e neutrino électronique < 4x10-5 0 ½ ∞
, anti neutrino muonique < 0.16 0 ½ ∞
t, anti t neutrino tauonique < 24 0 ½ ∞
Hadrons
Famille Symbole Quark Particule Masse Charge Spin Période
(secondes)
(MeV/c2)
Méson -, + d anti u, u anti d pion chargé 140 -1,1 0 2.6x10-8
° d anti d, u anti u pion neutre 135 0 0 0.84x10-16
-, + s anti u, u anti s kaon chargé 494 -1,1 0 1.24x10-8
°, anti ° d anti s, s anti d kaon neutre 498 0 0 0.88x10-10
° u anti u eta 549 0 0 2.5x10-17
J/ c anti c J/psi (charmonium) 3095 0 1 10-20
s anti s phi 1020 0 1 10-20
b anti b upsilon 9460 0 1 10-20
-, + d anti u, u anti d rho chargé 760 -1,1 1
° u anti u rho neutre 776 0 1
d anti d omega 783 0 1 6.6x10-23
D° c anti u, u anti c D° charmé 1865 0 0 0.41x10-12
D+, D- c andi d, d anti c D+ charmé 1869 -1 0 1.04x10-12
Ds+, Ds- c anti s, s anti c Ds+ charmé 1968 -1 0 0.49x10-12
Baryon p, anti p uud, anti (uud) proton 938.21 -1,1 ½ >1033 ans
n, anti n udd, anti (udd) neutron 939.50 0 ½ 925
c udc, anti (udc) hypérion L charmé 2285 0 ½ 0.2x10-15
°,anti ° uds, anti (uds) hypérion Lambda 1115.68 0 ½ 2.63x10-10
+,anti + suu,anti (suu) hypérion Sigma 1189.37 -1,1 ½ 0.8x10-10
°,anti ° uds,anti (uds) hypérion Sigma 1192.64 0 ½ 7x10-20
-,anti - sdd,anti (sdd) hypérion Sigma 1197.45 -1,1 ½ 1.48x10-10
°,anti ° ssu,anti (ssu) hypérion Cascade 1314.8 0 ½ 2.90x10-10
-,anti - ssd, anti (ssd) hypérion Cascade 1321.3 -1,1 ½ 1.64x10-10
-,anti - sss, anti (sss) hypérion Omega 1672 -1,1 ½ 0.8x10-10
>>> Légende:
La charge de l’électron vaut 1.602x10-19 Coulomb. La masse de repos est mesurée en unité d’énergie (1 MeV = 1.783x10-27 gr). Les mésons °, °, ° présentent une structure très complexe qu’il est impossible de décrire dans ce tableau. Le méson ° par exemple contient : 1/(6)*(u anti u + d anti-d + 2 s anti s). Cela signifie que le ° est constitué des quarks u anti u, d anti d et s anti s, avec respectivement une probabilité donnée par le carré des coefficients, soit 1/6, 1/6 et 4/6 respectivement.
Bisous a vous,
Bonne lecture!
JC.:
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- 決してあきらめてはいけない。
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[url=https://www.youtube.com/watch?v=UuHDceDUSyU]https://www.youtube.com/watch?v=UuHDceDUSyU[/url] : A VISIONNER!!!
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Alléluia!!!
