Il existe deux grandes classes de particules élémentaires: les fermions et les bosons. Les fermions sont les particules à spin demi-entier (c'est-à-dire multiple de 1/2): l'électron, le muon, le neutrino et les quarks sont des fermions.
Les fermions se regroupent en deux familles:
Les autres fermions sont tous composés.
Dans la famille des leptons, on connaît :
On compte six représentants de la famille des quarks : le quark (Les quarks sont des fermions que la théorie du modèle standard décrit, en compagnie...) down (d), le quark up (u), le quark strange (s) et trois autres, produits en laboratoire. Les quarks s'associent par triplets pour former protons (u, u et d) et neutrons (d, d et u). Leur masse varie, mais est dans tous les cas bien supérieure à celle de l'électron. Ils possèdent une charge de couleur (En physique des particules , la charge de couleur est une propriété des quarks et des gluons qui...) qui les soumet à l'interaction forte, la plus importante des interactions.
Le principe d'exclusion de Pauli formulé en 1925 par Wolfgang Pauli (Wolfgang Ernst Pauli (25 avril 1900 à Vienne - 15 décembre 1958...) interdit à deux fermions de se trouver au même endroit dans le même état quantique (En mécanique quantique, l'état d'un système décrit tous les aspects du système physique. Il...).
Ainsi dans l'atome (Un atome (grec ancien ἄτομος [atomos], « que...), tous les électrons ont des nombres quantiques différents et c'est le cas dans tous les autres système de fermions...
À l'échelle quantique, les fermions présentent une nature duale, c'est-à-dire qu'il peuvent se comporter comme des particules mais aussi comme des ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...).
À l'échelle macroscopique, les fermions apparaissent tous comme des particules: c'est le cas de l'électron, du muon et de tous les autres fermions...
On remarque également que tous les fermions ont une charge quelconque: le neutrino a une charge faible, l'électron a, en plus, une charge électrique (La charge électrique est une propriété fondamentale de la matière qui respecte le principe de...) et les quarks naturels (qui ne sont pas obtenus en laboratoire) ont à la fois des charges électrique et faible mais aussi une charge de couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes...) le soumettant à l'interaction forte.
Enfin, si les bosons peuvent être vecteurs d'interactions, ce n'est jamais le cas pour les fermions...
Tableau (Tableau peut avoir plusieurs sens suivant le contexte employé :) récapitulatif :
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Charge |
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stable | down | up | électron | neutrino électronique | proton | ||||
instable | strange beauty |
charmed top |
muon tauon |
neutrino muonique neutrino taunique |
neutron | Sigma - Ksi - Oméga - |
Sigma 0 Ksi 0 Lambda 0 |
Sigma + Lambda + |