Quark - Définition et Explications

Source: Wikipédia sous licence CC-BY-SA 3.0.
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.

Introduction

Quarks
Propriétés générales
Classification Fermions
Composition Élémentaire
Propriétés physiques
Masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) • u : 1,5 à 4,0 MeV.c-2

• d : 4 à 8 MeV.c-2
• s : 80 à 130 MeV.c-2
• c : 1,15 à 1,35 GeV.c-2
• b : 4,1 à 4,4 GeV.c-2
• t : 173 ± 3 GeV.c-2

Charge électrique (La charge électrique est une propriété fondamentale de la matière qui respecte le principe de...) • u : +2/3 e : +1,07×10-19 C

• d : -1/3 e : -5,34×10-20 C
• s : -1/3 e : -5,34×10-20 C
• c : +2/3 e : +1,07×10-19 C
• b : -1/3 e : -5,34×10-20 C
• t : +2/3 e : +1,07×10-19 C

Spin (Le spin est une propriété quantique intrinsèque associée à chaque...) 1/2
Durée de vie (La vie est le nom donné :) -

Les quarks sont des fermions que la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...) du modèle standard décrit, en compagnie de la famille des leptons, comme les constituants élémentaires de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...).

Description

La théorie des quarks a été formulée par le physicien (Un physicien est un scientifique qui étudie le champ de la physique, c'est-à-dire la...) Murray Gell-Mann (Murray Gell-Mann (1929) est un physicien américain. Il est surtout connu pour ses travaux sur...), qui s'est vu décerner le prix Nobel de physique (Le prix Nobel de physique est une récompense gérée par la Fondation Nobel, selon les...) en 1969.

Murray Gell-Mann, lauréat du prix Nobel de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) pour avoir découvert les quarks.

Le mot quark (Les quarks sont des fermions que la théorie du modèle standard décrit, en compagnie...) provient d'une phrase du roman Finnegans Wake de James Joyce : « Three Quarks for Muster Mark ! »

Couleur

Les quarks possèdent également un autre nombre quantique (Un nombre quantique est, en mécanique quantique, un élément d'un jeu de nombres permettant de...) que l'on a nommé charge de couleur (En physique des particules , la charge de couleur est une propriété des quarks et des gluons qui...). Un quark peut être « rouge », « vert » ou « bleu », mais il peut changer de couleur en échangeant un gluon (Le gluon est le boson responsable de l'interaction forte. Les gluons confinent les quarks ensemble,...) (voir plus bas).

À chaque quark correspond une antiparticule (A chaque type de particule correspond un type d'antiparticule. Ainsi, à l'électron est...), nommée anti-quark, de même masse, mais de charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) électrique opposée et de charge de couleur complémentaire, appelée anti-couleur : un anti-quark peut ainsi être « anti-rouge » , « anti-vert » ou « anti-bleu ».

La couleur ici est une analogie qui rend compte du fait que l'on n'observe jamais de quark seul. À cause du phénomène de confinement des quarks, on ne peut observer que des particules « blanches », c'est-à-dire formée par exemple de trois quarks de couleurs différentes : un rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait...), un bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs...) et un vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde...) (ce qui donne un baryon) — qui en synthèse additive des couleurs donnent une lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) blanche — , ou de deux quarks de couleurs complémentaires, comme rouge et anti-rouge (ce qui donne un méson).

La charge « de couleur » est la source de l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein...) nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) forte : l'interaction nucléaire entre les nucléons et plus généralement entre les hadrons est dérivée (La dérivée d'une fonction est le moyen de déterminer combien cette fonction varie quand la...) de l'interaction « de couleur ». Comme l'interaction entre atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...) et entre molécules est elle-même dérivée de l'interaction électromagnétique entre protons et électrons.

Cette interaction « de couleur » est de type tripolaire, alors que l'interaction électromagnétique est dipolaire (+ et -). C'est ainsi que l'on a choisi de les nommer par rouge-vert-bleu, car comme la neutralité est la norme (Une norme, du latin norma (« équerre, règle ») désigne un...) pour l'électromagnétisme (L'électromagnétisme est une branche de la physique qui fournit un cadre très général d'étude...), la résultante neutre « blanche » est la norme pour les particules constituées par cette interaction.

Propriétés

Ces particules de spin 1/2 sont de six sortes, appelées saveurs, auxquelles on a donné des noms poétiques. Les noms anglais restent plus utilisés. Les quarks ont pour particularité de posséder une charge électrique fractionnaire de la charge électrique élémentaire (celle de l'électron) :

Quark Nom anglais (français) Fraction de charge électrique élémentaire
d Down (Bas) -1/3
u Up (Haut) +2/3
s Strange (Étrange) -1/3
c Charm (Charme) +2/3
b Bottom, Beauty (Beau) -1/3
t Top, Truth (Top) +2/3

Parenthèse historique

Originellement, les noms des quarks b et t, bottom (« tout en bas ») et top (« tout en haut »), ont été choisis par analogie avec ceux des quarks u (up, « vers le haut ») et d (down, « vers le bas »). Très rapidement, ces quarks ont cependant été renommés en beauty (« beauté ») et truth (« vérité »), noms qui sont devenus les standards. Cependant, l'absence de preuve expérimentale ( En art, il s'agit d'approches de création basées sur une remise en question des dogmes...) du quark t (mis en évidence seulement en 1994) relança le doute quant à la validité du modèle des quarks, et l'adage « the quark model has no truth » (« le modèle des quarks n'a pas de vérité/n'est pas vrai ») conduit à la raréfaction de l'utilisation du couple de termes beauty/truth en faveur des termes bottom/top initialement introduits. Malgré l'existence avérée du quark t, l'usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) actuel privilégie les noms bottom et top.

Page générée en 0.012 seconde(s) - site hébergé chez Contabo
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique