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Les 12 particules de la matière

   Catégorie : matière et particules
Mise à jour 28 juillet 2013
  LHC boson de higgs

Image : Simulation de collisions de particules. Les particules ne sont donc pas visibles mais cependant elles sont détectables si on y applique une énergie suffisante, de l'ordre du giga électronvolt (GeV). Énergie et masse sont deux aspects d’un même phénomène, conformément à la célèbre équation d’Einstein (E = mc2), la masse peut se transformer en énergie et inversement. En raison de cette équivalence, masse et énergie peuvent être mesurées avec la même unité. À l’échelle de la physique des particules, il s’agit de l’électronvolt (eV).

    
  Le mécanisme de Higgs donne une masse à toutes les particules élémentaires

Image : le champs de Higgs.

La masse de la particule élémentaire

Image : la masse d'une particule.

    
 Modèle standard des particules élémentaires qui constituent la matière

Image : Le tableau des particules élémentaires du Modèle Standard, classe les fermions,  les 12 constituants de la matière (électron, muon, neutrino et quarks), et les bosons vecteurs des interactions (forces). Les bosons vecteurs sont aussi des particules qui transportent les interactions fondamentales. Les particules de la génération II et III ont les mêmes propriétés que les particules de la génération I mais elles sont beaucoup plus lourdes. Au commencement, à la période du bigbang, toutes ces particules coexistaient mais les particules lourdes se sont désintégrées en particules légères. Nous ne trouvons plus dans la nature, de particules lourdes de la génération II et III, seuls les collisionneurs sont capables de les générer provisoirement. A ce tableau il manque les antiparticules disparues au profit des particules, chaque particule a son antiparticule. Le Modèle Standard ne décrit pas l'interaction gravitationnelle.
Crédit image MissMJ Wikimedia Commons.

 dimensions des particules élémentaires

Image : Les dimensions des particules de matière. Le proton est formé de 2 quarks u et de 1 quark d, la charge du proton est donc de +2/3 + 2/3 -1/3 cela fait +1, tandis que le neutron est formé de 2 quarks d et de 1 quark u, la charge du neutron est donc de -1/3 -1/3 +2/3 cela fait 0. La force électromagnétique lie les électrons au noyau. Elle permet aux atomes de former des molécules. Cette force est ressentie par les quarks et les leptons chargés, elle est portée par les photons.

nota : Puissance relative (approximative) des interactions. Si la force forte est égale à 1, alors la force électromagnétique est de 10-2, c'est-à-dire 100 fois plus faible, la force faible est de 10-5, 10 000 fois plus faible et la force de gravité est 10-40, c'est à dire insignifiante.
           
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