Quarks:
Selon l'état actuel de la recherche en physique des particules, les protons et les neutrons sont constitués de deux types de ces particules. Les quarks ont le même spin que les leptons, mais une masse et une charge différentes. Il y a six quarks : haut, bas, charme, étrange, haut et bas.
Proton:
Selon la physique, un noyau atomique est constitué de protons et de neutrons selon le type d'atome. Un proton se compose de deux quarks de haut et d'un quark de bas. Un proton est chargé électriquement de façon positive. Il a un spin à moitié numéroté (1/2), ce qui en fait un fermion.
Neutron:
Un neutron est également constitué de trois quarks, deux quarks bas et un quark haut. Le neutron a une charge électriquement neutre avec un spin à moitié numéroté, c'est-à-dire 1/2. C'est pourquoi il s'agit d'un fermion.
Leptons:
Comme les quarks, ce sont aussi les plus petites particules à partir desquelles la matière est composée (par exemple dans un autre univers). Les leptons sont aussi des fermions. Ils diffèrent des quarks par leur masse et leur charge.
Boson:
Les bosons ont un spin entier. Ils servent de médiateurs d'énergie entre les quarks et les leptons, c'est-à-dire les quatre forces de base (interactions). Les photons, les gluons, le boson W et le boson Z appartiennent aux bosons de jauge et font partie des théories des champs quantiques. Contrairement aux fermions, ils suivent les statistiques de Bose-Einstein. Comme le boson W, le boson Z est une particule élémentaire qui transmet l'interaction électrofaible. Il a en grande partie la même masse et la même rotation que le boson W. Le fait que le boson Z n'ait pas de charge électrique est la seule différence entre le boson Z et le boson W.
Photon:
Le photon est une particule qui compose le rayonnement électromagnétique. Il appartient aux bosons de jauge et possède à la fois le caractère de particule et d'onde. Un exemple de photon est la lumière. La plus petite quantité de rayonnement électromagnétique, quelle que soit sa fréquence, est un photon. On crée des photons, par exemple par des transitions d'électrons entre différents états.
Quatre forces fondamentales
1- Gravitation:
La gravitation est l'attraction mutuelle des masses. Elle est non blindée, avec des portées illimitées. Cette force est la raison pour laquelle les objets et les corps restent au sol et ne volent pas autour. C'est la plus faible de toutes les interactions avec une force relative de 10-³⁹ (10-⁴¹). La gravité est à l'origine de la plupart des phénomènes physiques comme la lumière, l'électricité et le magnétisme, etc.
2- Faible interaction :
Elle est responsable de certains processus de désintégration radioactive, comme la désintégration bêta. La faible interaction joue un rôle important dans la fusion de l'hydrogène en hélium dans le soleil. Elle a une portée très courte de 10-¹⁷ m. Les particules porteuses sont les particules Z⁰, W⁺ et W-.
3- Interaction forte :
C'est la plus forte de toutes les interactions et, avec une portée très courte de 10-¹⁵ m, elle est responsable de la cohésion des nucléons. Les particules porteuses associées sont les gluons.
4- Interaction électromagnétique :
Il s'agit d'une interaction à laquelle participent toutes les particules ayant une charge électrique. L'interaction électromagnétique a lieu via une particule d'échange, c'est-à-dire le photon.
Electron :
Cette particule élémentaire portant le symbole e ̄ est une particule significative, chargée négativement et très stable. Les électrons ont un spin à moitié numéroté, ils appartiennent donc aux leptons et aux fermions. Ils jouent un rôle très important dans notre univers à tous les égards, par exemple leur libre mobilité et leur mouvement dans les métaux entraîne une conductivité électrique. Ils forment également la coquille électronique des atomes et des ions. Les électrons ont une signification centrale cruciale et spécifique dans ce livre, car l'existence du cosmos dépend d'innombrables manifestations de cette particule.
Positrons :
Le positron est une antiparticule de l'électron, avec le symbole e⁺. Dans ce livre, cette particule joue un rôle central dans la structure de l'univers, tout comme un électron.
Méson :
Les mésons sont des particules subatomiques instables qui sont constituées d'une paire de quark et d'antiquark. Comme les mésons ont un spin entier, ils appartiennent aux bosons. Les mésons chargés électriquement participent aux interactions électromagnétiques, faibles et fortes, mais les mésons neutres participent aux interactions fortes et faibles.
Pion:
Un méson important pour nous est le pion zéro avec le symbole π⁰, qui consiste en un quark haut et un quark bas avec l'abréviation de uu̅. La deuxième option est une combinaison d'un quark bas et d'un quark anti-bas avec l'abréviation dd̅. De même, un pion positif est formé à partir d'un quark haut et d'un anti-bas, c'est-à-dire π⁺ (ud̅) et inversement à partir d'un pion bas et d'un anti haut négatif, c'est-à-dire πˉ avec l'abréviation du̅.
Hadron:
Les particules qui sont constituées de quarks ou de leurs anti-quarks et qui sont influencées par de fortes interactions. Les protons et les neutrons sont des hadrons.
Les hadrons sont divisés en deux groupes principaux:
1-mésons
2-baryons
Baryon:
Ce sont des particules élémentaires, composées chacune de trois quarks et soumises à une faible interaction, la gravitation et aussi la force électromagnétique. Les protons et les neutrons en sont les exemples les plus connus.
Mass:
En mécanique classique, les termes de poids, de pesanteur et d'inertie sont liés à la masse. Dans la théorie de la relativité, la masse est appelée une forme d'énergie. Nous utilisons cette définition plus souvent dans ce livre.
Charge:
L'interaction d'une particule ou d'un corps avec un champ est appelée une charge. Il y a généralement quatre charges :
1- La charge électrique qui appartient à l'interaction électromagnétique.
2- Charge faible associée à l'interaction faible.
3- Charge de couleur, qui fait partie de l'interaction forte.
Les trois charges font l'objet du modèle standard.
4- Masse appartenant à l'interaction gravitationnelle.
[2]Antiparticles:
En physique des particules élémentaires, il y a ce qu'on appelle une antiparticule pour chaque particule élémentaire. Les antiparticules sont identiques dans presque toutes les propriétés telles que la masse, le spin et le moment magnétique aux particules qui leur sont attribuées, mais à l'état chargé, elles ont la charge opposée. Par exemple, l'antiparticule de l'électron est un positon, les antiparticules des quarks sont des antiquarks, etc.
Les antiparticules sont marquées d'une ligne au-dessus de la première lettre, par exemple "ū" pour les antiquarks, etc.
Annihilation:
C'est un processus dans lequel la collision d'une particule élémentaire avec son antiparticule crée une autre particule.
Appariement :
Désigne la formation d'une paire particule-antiparticule.
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Note de bas de page
[1] Veuillez noter le rapport du 4 juillet 2012 du CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire) concernant la particule découverte, qui est probablement un boson de Higgs et a une masse de 124 à 126 gigaélectron-volts (GeV).
[2] Ce concept est issu de la physique quantique, essentiellement de la théorie quantique des champs.
Fin de la partie 11