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Chapitre 9 • Les quatre interactions fondamentales, la relativité générale
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Figure 9.10 - Exemple de violation de parité dans la désintégration f3 d'un noyau de
cobalt 60. A gauche, le phénomène tel qu'il a été observé expérimentalement: l'électron
est émis préférentiellement dans la direction opposée à celle du spin du noyau
(symbolisé par la flèche). A droite, l'image dans un miroir parallèle à la direction du spin
de ce même phénomène: comme le spin est lié à une rotation des charges, cette
rotation, et donc le spin, est inversée dans l'image, alors que la direction préférentielle
d'émission des électrons est inchangée. Cette situation «miroir» n'est donc pas celle
qui est observée expérimentalement: on en conclut que l'interaction responsable de
cette désintégration n'est pas invariante par parité.
Inversement, aux courtes distances, les quarks sont quasi-libres (on parle de « liberté asymptotique ») par effet d' anti-écran des gluons.
Les différentes constantes de couplage semblent converger vers une même valeur aux hautes énergies : les interactions faible et électromagnétique s'unifient vers
10- 18 m (10 3 GeV); les interactions électrofaible et forte s'unifient vers 10- 31 m
(10
16 GeV). Il semble que les quatre interactions pourraient s'unifier vers 1034 m
(10
19 GeV). De grands projets expérimentaux sont en cours (le Large Hadron Collider (LHC) au CERN de Genève par exemple) pour étudier ces régimes de très haute
énergie.
9.3 CONCLUSION : THÉORIES D'UNIFICATION
Il n'aurait pas été juste de clore ce chapitre sans évoquer les tentatives d' unification
des quatre interactions fondamentales, qui occupent actuellement plusieurs dizaines
de milliers de scientifiques à travers le monde. L'unification des théories scientifiques
est une démarche historique constante. Ainsi en est-il de l'électromagnétisme qui
résulta de l'union, par Maxwell (et d'autres), de l'électricité et du magnétisme au
sein d' une même théorie. De même, la relativité générale d'Einstein peut être vue
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cobalt 60. A gauche, le phénomène tel qu'il a été observé expérimentalement: l'électron
est émis préférentiellement dans la direction opposée à celle du spin du noyau
(symbolisé par la flèche). A droite, l'image dans un miroir parallèle à la direction du spin
de ce même phénomène: comme le spin est lié à une rotation des charges, cette
rotation, et donc le spin, est inversée dans l'image, alors que la direction préférentielle
d'émission des électrons est inchangée. Cette situation «miroir» n'est donc pas celle
qui est observée expérimentalement: on en conclut que l'interaction responsable de
cette désintégration n'est pas invariante par parité.
Inversement, aux courtes distances, les quarks sont quasi-libres (on parle de « liberté asymptotique ») par effet d' anti-écran des gluons.
Les différentes constantes de couplage semblent converger vers une même valeur aux hautes énergies : les interactions faible et électromagnétique s'unifient vers
10- 18 m (10 3 GeV); les interactions électrofaible et forte s'unifient vers 10- 31 m
(10
16 GeV). Il semble que les quatre interactions pourraient s'unifier vers 1034 m
(10
19 GeV). De grands projets expérimentaux sont en cours (le Large Hadron Collider (LHC) au CERN de Genève par exemple) pour étudier ces régimes de très haute
énergie.
9.3 CONCLUSION : THÉORIES D'UNIFICATION
Il n'aurait pas été juste de clore ce chapitre sans évoquer les tentatives d' unification
des quatre interactions fondamentales, qui occupent actuellement plusieurs dizaines
de milliers de scientifiques à travers le monde. L'unification des théories scientifiques
est une démarche historique constante. Ainsi en est-il de l'électromagnétisme qui
résulta de l'union, par Maxwell (et d'autres), de l'électricité et du magnétisme au
sein d' une même théorie. De même, la relativité générale d'Einstein peut être vue
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