"O
0
c
::J
0
('\"')
;a;
T"-f
"='
0
c
N
::i
@
"' "'
"'
~
~
..c
't:
Ol
0
'5
ï::::
"'
>c
a.
0
0
c
c
u
.Q
ü
::i
"='
2
o.
f
"'
'5
F!
-ci
0
c
::i
0
@
1.3. D'autres particules
des états liés excités de ces hadrons, soit tous les hadrons sont composés de briques
élémentaires plus petites. C'est cette dernière solution qui s'avère correcte.
Ces composants, les quarks, sont au nombre de six. Trois quarks dits de type up
(up u, charm cet top t) possèdent une charge électrique t' les trois autres dits de type
down ( down d, strange s et bottom b) ont une charge - 3 . Les hadrons sont des états
liés de quarks, trois quarks pour les baryons, un quark et un antiquark pour les mésons
Seuls les deux quarks les plus légers, u et d, composent la matière ordinaire. En
regardant la charge électrique, un proton est un état lié uud et un neutron correspond
à udd. Les propriétés des hadrons et des quarks seront discutées plus en détail au
chapitre 7.
L'interaction forte entre quarks se décrit par un formalisme voisin de d'électromagnétisme. Au lieu d'une unique charge électrique, les quarks portent une charge dite
de couleur (généralement rouge, vert ou bleu) et les antiquarks, la charge d'anticouleur correspondante. Il existe donc trois quarks u différents, un par couleur. La théorie
de l'interaction forte porte le nom de chromodynamique quantique ou QCD. L'équivalent du photon est le gluon, mais ce dernier porte la charge de l'interaction forte.
Il existe de fait huit types de gluons portant couleur et anticouleur. Le gluon étant
chargé, il peut également interagir avec lui-même, entraînant une phénoménologie
très différente de 1 'électromagnétisme. En paiticulier, l'intensité de 1' interaction croît
avec la distance (l'électromagnétisme décroît en ~ ). Pour cette raison, les quarks ne
r
peuvent exister que dans des états liés globalement neutres et il est impossible d' observer un quark libre. Les hadrons sont donc des objets neutres de couleur obtenus en
combinant soit couleur et anticouleur (rouge et antirouge, par exemple) pour les mésons, soit chacune des trois couleurs pour les baryons. L'interaction nucléaire forte,
décrite par l'échange de pion dans le modèle de Yukawa, n'est en fait qu'un effet
résiduel de l'interaction entre quarks, à l'image des liaisons électromagnétiques de
van der Waals entre atomes neutres.
Puisqu'il ne peut pas exister de quark libre (à l'exception du quark top), la masse
d'un quark n'est pas un objet très bien défini. Néanmoins, on estime que la masse
des quarks u et d est de l'ordre de quelques Me V. Le proton et le neutron ayant une
masse d'environ 940 MeV, on en déduit que plus de 98% de la masse de la matière
ordinaire résulte del' énergie de liaison entre quarks.
1.3.S Interaction faible
La désintégration f3 d'un noyau de numéro atomique Z (nombre de protons) et contenant A nucléons (nombre de protons et de neutrons) vers un noyau plus léger transforme un neutron en proton (/3-) ou un proton en neutron (/3+), avec émission respectivement d'un électron ou d'un positron. On observe ainsi:
AX
A y·
+
Z ~ Z± l + e ·
9
0
c
::J
0
('\"')
;a;
T"-f
"='
0
c
N
::i
@
"' "'
"'
~
~
..c
't:
Ol
0
'5
ï::::
"'
>c
a.
0
0
c
c
u
.Q
ü
::i
"='
2
o.
f
"'
'5
F!
-ci
0
c
::i
0
@
1.3. D'autres particules
des états liés excités de ces hadrons, soit tous les hadrons sont composés de briques
élémentaires plus petites. C'est cette dernière solution qui s'avère correcte.
Ces composants, les quarks, sont au nombre de six. Trois quarks dits de type up
(up u, charm cet top t) possèdent une charge électrique t' les trois autres dits de type
down ( down d, strange s et bottom b) ont une charge - 3 . Les hadrons sont des états
liés de quarks, trois quarks pour les baryons, un quark et un antiquark pour les mésons
Seuls les deux quarks les plus légers, u et d, composent la matière ordinaire. En
regardant la charge électrique, un proton est un état lié uud et un neutron correspond
à udd. Les propriétés des hadrons et des quarks seront discutées plus en détail au
chapitre 7.
L'interaction forte entre quarks se décrit par un formalisme voisin de d'électromagnétisme. Au lieu d'une unique charge électrique, les quarks portent une charge dite
de couleur (généralement rouge, vert ou bleu) et les antiquarks, la charge d'anticouleur correspondante. Il existe donc trois quarks u différents, un par couleur. La théorie
de l'interaction forte porte le nom de chromodynamique quantique ou QCD. L'équivalent du photon est le gluon, mais ce dernier porte la charge de l'interaction forte.
Il existe de fait huit types de gluons portant couleur et anticouleur. Le gluon étant
chargé, il peut également interagir avec lui-même, entraînant une phénoménologie
très différente de 1 'électromagnétisme. En paiticulier, l'intensité de 1' interaction croît
avec la distance (l'électromagnétisme décroît en ~ ). Pour cette raison, les quarks ne
r
peuvent exister que dans des états liés globalement neutres et il est impossible d' observer un quark libre. Les hadrons sont donc des objets neutres de couleur obtenus en
combinant soit couleur et anticouleur (rouge et antirouge, par exemple) pour les mésons, soit chacune des trois couleurs pour les baryons. L'interaction nucléaire forte,
décrite par l'échange de pion dans le modèle de Yukawa, n'est en fait qu'un effet
résiduel de l'interaction entre quarks, à l'image des liaisons électromagnétiques de
van der Waals entre atomes neutres.
Puisqu'il ne peut pas exister de quark libre (à l'exception du quark top), la masse
d'un quark n'est pas un objet très bien défini. Néanmoins, on estime que la masse
des quarks u et d est de l'ordre de quelques Me V. Le proton et le neutron ayant une
masse d'environ 940 MeV, on en déduit que plus de 98% de la masse de la matière
ordinaire résulte del' énergie de liaison entre quarks.
1.3.S Interaction faible
La désintégration f3 d'un noyau de numéro atomique Z (nombre de protons) et contenant A nucléons (nombre de protons et de neutrons) vers un noyau plus léger transforme un neutron en proton (/3-) ou un proton en neutron (/3+), avec émission respectivement d'un électron ou d'un positron. On observe ainsi:
AX
A y·
+
Z ~ Z± l + e ·
9