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Les particules élémentaires
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Dans le noyau atomique les nucléons (protons et neutrons) sont des particules elles même composées à partir de 3 particules élémentaires: les quarks. Il existe plusieurs types de quarks. Les protons et les neutrons sont composés de deux
types de quark, appelés quark up et quark down. (ces particules
sont aussi nommés baryons) Comme l'électron, ou les photons, les quarks apparaissent sans structure, insécables et sont donc considérés comme des particules élémentaires. Seul quatre types de particules élémentaires ( l'électron, le neutrino de l' électron et une paire de quarks - up et down ) sont nécessaires pour construire toute la matière stable de l'Univers. Cependant, ils ne suffiraient pas pour bâtir l' Univers. Des processus de haute énergie qui se produisent naturellement dans l' Univers, ou qui sont générés artificiellement dans des accélérateurs et/ou collisionneurs de particules, produisent une grande variété de particules à courte durée de vie qui incluent davantage de particules. Ces particules peuvent être regroupées en deux "familles" les quarks et les leptons - Ce sont les particules de matière du Modèle Standard courant. |
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Pour chacune des particules de matière de base, il existe aussi une antiparticule qui, comme son image dans un miroir, lui ressemble mais pour laquelle les propriétés, telles que la charge électrique, sont inversées.
L'électron, par exemple, a une charge négative alors que son antiparticule, appelée le positron, a une charge positive.
Lorsqu'une particule est crée, une antiparticule doit elle-aussi être crée.
Les particules "vecteur de force"ou bosons
Les forces, ou interactions, entre particules
de matière agissent toutes à travers un " vecteur de
force " qui est aussi une particule et qui est échangé
entre les particules en interaction.
La plus connue de ces intéractions, est
l'intéraction entre la lumière
et la matière, c'est à dire l'interaction entre photons
et électrons.
Cette interaction est à la base de la quasi totalité des
phénomènes physique et chimiques (à l'exception de
ce qui se passe à l'interieur du noyau de l'atome et de la
gravité )
Le domaine qui l'étudie se nomme l' électrodynamique quantique.
C'est la partie la plus achevée de physique.
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Les photons, les particules de lumière, sont les support de l' interaction (ou de la force) électromagnétique.
Les particules vecteurs de l 'intercation faible sont appelés W et Z.
Les vecteurs de l'interaction sont appelés
gluons. (leur étude relève de la chromodynamique
quantique)
La particule vecteur de la force de gravité (graviton ) n'a pas été découverte.
Théorie et
expérimentations
Les résultats exposés ci dessus résultent d'échanges entre des constructions théoriques très sophistiquées et mathématiquement " ardues " issue de la mécanique quantique et d'expérimentations pratiquées dans des accélérateurs de particules ou d'observations de processus se déroulant dans l'univers.
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ci -dessus accellérateur de particules du C.E.R.N
Il est à noté que les deux plus grandes théories de la physique contemporaine, la relativité qui s'applique parfaitement en astronomie et en cosmologie et la mécanique quantique qui s'applique à l'étude des particules et au niveau atomique et moléculaire ne sont pas entièrement compatibles.
C'est pourquoi les physiciens théoriciens essaient d'élaborer de nouveaux modèles théoriques pour pouvoir unifier la description de l'ensemble des phénomènes physiques se déroulant dans l'univers. (Théorie des supercordes, Théorie Supersymétrique, Cosmologie Quantique)
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