Hadron | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
L'intérieur de l'atome | Mise à jour 01 juin 2013 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Une particule subatomiqueest un composant de la matière de taille inférieure à un atome. Les particules élémentaires, électrons et quarks ne sont constitués d'aucune autre particule, les composites, les hadrons sont constitués de particules élémentaires. | Image : Les dimensions des particules élémentaires et Puissances de 10 utilisées en physique. |
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L'intérieur de la matière en 1950 |
Un hadron est un composé de particules subatomiques régi par l'interaction forte. Ces particules sont composées de quarks et/ou d'antiquarks ainsi que de baryons, comme les protons et les neutrons. Malheureusement, la nature est beaucoup plus compliquée qu'on le pensait au 20ème siècle. On sait maintenant que le monde des particules est extrêmement riche. Pour assouvir sa curiosité, l'homme est obligé de créer des machines infernales (Tevatron, LHC,...), de plus en plus puissantes pour éplucher la matière jusqu'aux confins de l'infiniment petit. Dans les années 1950, les particules élémentaires prolifèrent au point que l'alphabet n'a pas assez de lettres pour les nommer : on en comptait alors plus de 400. Image : Classification des particules élémentaires dans les années 1950. |
Les 4 forces ou interactions connues | ||||
La force nucléaire forte lie entre eux les quarks, qui constituent ainsi des protons et des neutrons (et d’autres particules). C’est aussi elle qui lie les protons et les neutrons dans le noyau, en surmontant l’énorme répulsion électrique qui s’exerce entre les protons. Cette force est ressentie par les quarks et portée par les gluons. La force électromagnétique lie les électrons au noyau à l’intérieur de l’atome, et permet aux atomes de former des molécules. Elle est à l’origine des propriétés des solides, des liquides et des gaz. Cette force est ressentie par les quarks et les leptons chargés. Elle est portée par les photons. | La force nucléaire faible suscite la radioactivité naturelle, par exemple celle qu’on trouve dans la Terre. C’est aussi un facteur essentiel des réactions nucléaires dans le centre des étoiles, telles que le Soleil, où l'hydrogène est converti en hélium. La force gravitationnelle ou gravité fait tomber les pommes des arbres. C’est une force d’attraction universelle qui à l’échelle astronomique, fait la cohérence de la matière dans les planètes, les étoiles, et les galaxies. Elle est portée par le graviton, non découvert. | Image : illustration de l'électron, en réalité l'électron n'a pas de localisation précise. Il reste dans une espèce de vague, à la fois un peu ici et un peu là. | ||
Modèle standard, les 12 particules |
Aujourd'hui le modèle Standard décrit avec succès trois des quatre interactions fondamentales : forte, faible et électromagnétique. Le tableau des particules élémentaires contient trois familles : Image : Le tableau des particules élémentaires du Modèle Standard, classe les fermions, les 12 constituants de la matière et les bosons. |
Hadrons | ||||
Il ne faut pas imaginer le proton, le neutron ou tout autre hadron Un hadron (du terme grec 'adros' qui signifie 'gros') est un composé de particules subatomiques régi par l'interaction forte. Ces particules sont composées de quarks et/ou d'anti-quarks ainsi que de gluons. comme une particule ponctuelle ou un objet figé. On peut penser que c’est une boule chargée électriquement mais c’est une image très mal adaptée. Dans un proton, on trouve des quarks, des antiquarks et des gluons. Le hadron contient 3 quarks de plus que d'antiquarks : ce sont les « quarks de valence ». | On peut imaginer le proton, le neutron ou tout autre hadron comme un ensemble de particules dans lesquels on trouve d'autant plus de choses, qu'on s'y prend énergiquement pour les rechercher. | Image : Point de collision de particules dans un collisionneur, faisant apparaitre une multitude d'autres particules qui vont se désintégrer instantanément. Les produits de la collision ou plutôt les produits de la désintégration des particules lourdes, sont analysés par des détecteurs et sous-détecteurs. Chaque détecteur est conçu pour un type de produit de désintégration (photon, électron, hadron, muon), ainsi les produits de la désintégration permettent aux scientifiques de reconstituer la particule produite par la collision avant désintégration. |