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1.4. Le modèle standard
vont donner une description des principales idées de ces théories, avant de présenter
de manière plus complète la compréhension moderne du modèle standard. Nous nous
contentons ici de lister les particules composant ce modèle, ainsi que leurs propriétés.
1.4. 1 Les bosons
Les médiateurs des trois interactions sont des particules de spin 1. L'interaction électromagnétique a pour médiateur le photon y. L'interaction faible est véhiculée par
deux types de particules : les bosons W ± qui sont chargés électriquement et le boson
Z qui est neutre. Ces bosons sont massifs, ce qui explique la très courte portée de
l'interaction faible. Enfin, les bosons de l'interaction forte sont 1es huit gluons qui
sont sans masse et portent la charge de couleur. Les propriétés de ces bosons sont résumées dans la table 1.1. On remarquera qu'il y a une différence entre le fait de porter
Tableau 1.1 - Les bosons élémentaires du modèle standard.
Nom
Masse
Interaction
Charge
(Ge V)
transmise
Forte
Faible
EM
Photon
y
0
EM
non
non
non
Boson faible W
w+, w -
80,4
Faible
non
oui
oui
Boson faible Z
z
90,2
Fa ible
non
oui
non
Gluon
g
0
Forte
oui
non
non
Boson de Higgs
h
- 125
aucune
non
oui
non
une charge et de transmettre une interaction : un photon ne po1te aucune charge et ne
peut donc pas interagir avec un autre photon. En revanche les bosons w± portent une
charge électrique ainsi que la charge de l'interaction faible et peuvent donc se coupler au photon, au Z ou à un autre W. De même il existe des couplages entre gluons,
porteurs de la charge de couleur, qui sont responsables du confinement. La charge
faible n' a pas été discutée jusqu'à présent car contrairement aux charges électriques
ou de couleur, on ne peut la décrire sans faire appel à la théorie des groupes. On se
contentera ici de signaler que les particules portent une telle charge, sans en spécifier
la nature.
Le modèle reste incomplet si on n' ajoute pas un boson massif de spin 0, le boson de
Higgs. Ce dernier apparaît lorsqu' on veut décrire correctement 1a présence de bosons
massifs dans ]' interaction faible. Le mécanisme de Higgs sera présenté au chapitre 5.
À ces bosons, peut s'ajouter un hypothétique boson de spin 2, le graviton, qui décrirait 1' interaction gravitationne11e. I1 n'existe cependant pas de modèle satisfai sant
d'une théorie quantique de la gravitation.
1.4.2 Les fermions
Les fermions du modèle sont tous des particules de spin 4. Ils constituent les briques
élémentaires de la matière et sont listés dans la table 1.2.
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1.4. Le modèle standard
vont donner une description des principales idées de ces théories, avant de présenter
de manière plus complète la compréhension moderne du modèle standard. Nous nous
contentons ici de lister les particules composant ce modèle, ainsi que leurs propriétés.
1.4. 1 Les bosons
Les médiateurs des trois interactions sont des particules de spin 1. L'interaction électromagnétique a pour médiateur le photon y. L'interaction faible est véhiculée par
deux types de particules : les bosons W ± qui sont chargés électriquement et le boson
Z qui est neutre. Ces bosons sont massifs, ce qui explique la très courte portée de
l'interaction faible. Enfin, les bosons de l'interaction forte sont 1es huit gluons qui
sont sans masse et portent la charge de couleur. Les propriétés de ces bosons sont résumées dans la table 1.1. On remarquera qu'il y a une différence entre le fait de porter
Tableau 1.1 - Les bosons élémentaires du modèle standard.
Nom
Masse
Interaction
Charge
(Ge V)
transmise
Forte
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Boson faible W
w+, w -
80,4
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Boson faible Z
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90,2
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une charge et de transmettre une interaction : un photon ne po1te aucune charge et ne
peut donc pas interagir avec un autre photon. En revanche les bosons w± portent une
charge électrique ainsi que la charge de l'interaction faible et peuvent donc se coupler au photon, au Z ou à un autre W. De même il existe des couplages entre gluons,
porteurs de la charge de couleur, qui sont responsables du confinement. La charge
faible n' a pas été discutée jusqu'à présent car contrairement aux charges électriques
ou de couleur, on ne peut la décrire sans faire appel à la théorie des groupes. On se
contentera ici de signaler que les particules portent une telle charge, sans en spécifier
la nature.
Le modèle reste incomplet si on n' ajoute pas un boson massif de spin 0, le boson de
Higgs. Ce dernier apparaît lorsqu' on veut décrire correctement 1a présence de bosons
massifs dans ]' interaction faible. Le mécanisme de Higgs sera présenté au chapitre 5.
À ces bosons, peut s'ajouter un hypothétique boson de spin 2, le graviton, qui décrirait 1' interaction gravitationne11e. I1 n'existe cependant pas de modèle satisfai sant
d'une théorie quantique de la gravitation.
1.4.2 Les fermions
Les fermions du modèle sont tous des particules de spin 4. Ils constituent les briques
élémentaires de la matière et sont listés dans la table 1.2.
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