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Chapitre 5 • Champs en interaction
72
intégration. La conservation de la projection du spin impose que le noyau soit dans
un état S 3 = 4 et l'électron et l' antineutrino à S 3 = ! . On compte alors le nombre
d'électrons qui sont émis vers le bas et vers le haut, c'est-à-dire avec le spin et l'impulsion alignés ou opposés (on parle respectivement d'hélicités gauche et droite). La
symétrie de parité transforme l'une des ces configurations en l'autre, comme l'illustre
la figure 5.3. Sil' interaction faible est invariante sous parité il doit y avoir exactement
le même nombre d'électrons émis vers le haut et vers le bas. Si on mesure une asymétrie entre haut et bas, c'est qu'il y a violation de parité par l'interaction faible. Or
les électrons ne sont émis que vers le bas : ainsi l'interaction faible viole la symétrie
de parité, et ce de manière maximale.
En terme de champs, la symétrie de parité transforme la composante gauche d'un
spineur en sa composante droite, et inversement. La violation de parité doit donc se
traduire par des couplages différents pour les composantes gauche et droite qui sont
alors des particules distinctes portant des charges faibles différentes.
La violation de parité maximale par les courants chargés (désintégration /3) se traduit par un couplage de cette interaction uniquement à la composante gauche. La
matrice Ys permet de construire un opérateurs de projection 1 - Ys qui isole la composante gauche du spineur. Le terme de couplage entre un boson W, un électron et un
neutrino électronique est alors de la forme :
5.3.4 Modèle électrofaible et mécanisme de Higgs
Dans le lagrangien libre, le terme de masse des fermions s'écrit:
(5.24)
(5.25)
Ce terme couple les composantes gauche et droite et ne sera pas invariant de jauge si
les deux composantes se transforment différemment. Ainsi l'interaction faible n'est
pas compatible avec des fermions massifs. Néanmoins, le mécanisme de Higgs permet de refaire apparaître des termes similaires. Dans le modèle standard, on décrit
simultanément l'interaction faible et l'interaction électromagnétique. Cette théorie
électrofaible a été développée dans les années 1960 par Sheldon Lee Glashow, Abdus
Salam et Steven Weinberg (tout trois prix Nobel en 1979). Le groupe de jauge de l'interaction électrofaible est donc S U(2) x U(l) (les charges associées à ce groupe U(l)
ne sont pas exactement les charges électriques). Il y a quatre bosons de jauge : w+,
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intégration. La conservation de la projection du spin impose que le noyau soit dans
un état S 3 = 4 et l'électron et l' antineutrino à S 3 = ! . On compte alors le nombre
d'électrons qui sont émis vers le bas et vers le haut, c'est-à-dire avec le spin et l'impulsion alignés ou opposés (on parle respectivement d'hélicités gauche et droite). La
symétrie de parité transforme l'une des ces configurations en l'autre, comme l'illustre
la figure 5.3. Sil' interaction faible est invariante sous parité il doit y avoir exactement
le même nombre d'électrons émis vers le haut et vers le bas. Si on mesure une asymétrie entre haut et bas, c'est qu'il y a violation de parité par l'interaction faible. Or
les électrons ne sont émis que vers le bas : ainsi l'interaction faible viole la symétrie
de parité, et ce de manière maximale.
En terme de champs, la symétrie de parité transforme la composante gauche d'un
spineur en sa composante droite, et inversement. La violation de parité doit donc se
traduire par des couplages différents pour les composantes gauche et droite qui sont
alors des particules distinctes portant des charges faibles différentes.
La violation de parité maximale par les courants chargés (désintégration /3) se traduit par un couplage de cette interaction uniquement à la composante gauche. La
matrice Ys permet de construire un opérateurs de projection 1 - Ys qui isole la composante gauche du spineur. Le terme de couplage entre un boson W, un électron et un
neutrino électronique est alors de la forme :
5.3.4 Modèle électrofaible et mécanisme de Higgs
Dans le lagrangien libre, le terme de masse des fermions s'écrit:
(5.24)
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Ce terme couple les composantes gauche et droite et ne sera pas invariant de jauge si
les deux composantes se transforment différemment. Ainsi l'interaction faible n'est
pas compatible avec des fermions massifs. Néanmoins, le mécanisme de Higgs permet de refaire apparaître des termes similaires. Dans le modèle standard, on décrit
simultanément l'interaction faible et l'interaction électromagnétique. Cette théorie
électrofaible a été développée dans les années 1960 par Sheldon Lee Glashow, Abdus
Salam et Steven Weinberg (tout trois prix Nobel en 1979). Le groupe de jauge de l'interaction électrofaible est donc S U(2) x U(l) (les charges associées à ce groupe U(l)
ne sont pas exactement les charges électriques). Il y a quatre bosons de jauge : w+,