Lepton - Définition et Explications

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Introduction

En physique des particules, un lepton est une particule élémentaire de spin 1/2 qui n'est pas sensible à l'interaction forte.

La famille des leptons est constituée des électrons, des muons, des tauons, des neutrinos respectifs et des antiparticules de toutes celles-ci. Le terme « lepton » provient du mot grec signifiant « léger » et se réfère à la faible masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) du premier lepton (En physique des particules, un lepton est une particule élémentaire de spin 1/2 qui n'est...) découvert, l'électron, par rapport aux nucléons.

Propriétés

Étant de spin (Le spin est une propriété quantique intrinsèque associée à chaque...) 1/2, les leptons forment une sous-famille des fermions ; ils diffèrent de l'autre famille connue de fermions, les quarks, en ce qu'il ne sont pas sensible à l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein...) forte, mais uniquement à l'interaction électrofaible (En physique des particules, l'interaction électrofaible, aussi appelée force...) et à la gravitation (La gravitation est le phénomène d'interaction physique qui cause l'attraction...).

On connait trois saveurs de lepton : l'électron, le muon (Le muon est, selon le modèle standard de physique des particules, le nom donné à...) et le tauon (Le tau est une particule de la famille des leptons, de masse 1777 MeV.c-2. Il est symbolisé...). Chaque saveur est représentée par une paire (On dit qu'un ensemble E est une paire lorsqu'il est formé de deux éléments distincts...) de particule appelée un doublet faible. L'une des deux est une particule massive (Le mot massif peut être employé comme :) et chargée qui porte le même nom que sa saveur (comme l'électron) ; l'autre est une particule sans charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) et quasiment sans masse appelée un neutrino (Le neutrino est une particule élémentaire du modèle standard de la physique des...) (comme le neutrino électronique). Tous les leptons chargés connus possèdent une simple unité de charge électrique (La charge électrique est une propriété fondamentale de la matière qui respecte le principe de...) négative ou positive (selon qu'il s'agit d'une particule ou d'une antiparticule) et tous les neutrinos et antineutrinos ont une charge électrique nulle. Les leptons chargés possèdent deux état de spin possible, tandis qu'une seule hélicité est observée pour les neutrinos (tous les neutrinos sont orientés à gauche et tous les antineutrinos à droite, cependant les chercheurs aimeraient trouver un neutrino orienté à droite et un antineutrino à gauche).

Les masses des leptons semblent suivre une relation simple, connue sous le nom de loi de Koide, mais cette relation n'est pas expliquée à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...).

Lorsque des particules interagissent, le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de leptons de même saveur reste généralement le même, un principe connu comme la conservation du nombre leptonique. Ce principe peut parfois être violé (comme dans le cas de l'oscillation (Une oscillation est un mouvement ou une fluctuation périodique. Les oscillations sont soit à...) de neutrinos). Un principe de conservation plus fort concerne le nombre total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un...) de leptons, toutes saveurs confondues, qui est très légèrement violé dans le cadre du modèle standard par l'anomalie chirale.

Le couplage des leptons et des bosons de jauge ( En tant qu'instrument de mesure : Une jauge est un instrument de mesure. On trouve par...) ne dépend pas de leur saveur. Cette propriété est appelée universalité leptonique et a été testée dans des mesures de la durée de vie (La vie est le nom donné :) moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...) des muons et des tauons, ainsi que dans des mesures de la largeur (La largeur d’un objet représente sa dimension perpendiculaire à sa longueur, soit...) partielle de désintégration du boson Z (Le boson Z0 est une particule élémentaire de la classe des bosons. Il est l'un des trois...).

Liste

Leptons chargés

Nom Symbole Charge électrique (e) Masse (MeV/c²)
Électron (L'électron est une particule élémentaire de la famille des leptons, et possèdant une charge...) / Positron (En physique des particules, le positron ou positon est l'anti-particule associée à l'électron....) e / e+ -1 / +1 0,511
Muon μ / μ+ −1 / +1 105,7
Tauon τ / τ+ −1 / +1 1 777

Neutrinos

Nom Symbole Charge électrique (e) Masse (MeV/c²)
Neutrino électronique / Antineutrino électronique \nu_e~/~\overline{\nu}_e 0 < 0,0000022
Neutrino muonique / Antineutrino muonique \nu_\mu~/~\overline{\nu}_\mu 0 < 0,17
Neutrino tauonique / Antineutrino tauonique \nu_\tau~/~\overline{\nu}_\tau 0 < 15,5

On sait que les masses des neutrinos sont non-nulles à cause du phénomènes d'oscillation neutronique, mais elles sont suffisamment légères pour ne pas avoir été mesurées directement en 2008.

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