Particule subatomique

par compositionEdit

Les particules subatomiques sont soit « élémentaires », c’est-à-dire non constituées de plusieurs autres particules, soit « composites » et constituées de plus d’une particule élémentaire liée entre elles.,

Les particules élémentaires du modèle Standard sont:

• Six « saveurs » de quarks: Haut, Bas, étrange, charme, bas et haut;
• six types de leptons: électron, neutrino électronique, muon, neutrino muon, neutrino Tau, neutrino tau;
• douze bosons de calibre (porteurs de force): le photon de l’électromagnétisme, les trois bosons W et Z de la force faible, de la force forte;
• le boson de Higgs.,

tous ces éléments ont maintenant été découverts par des expériences, les dernières étant le quark top (1995), le neutrino tau (2000) et le boson de Higgs (2012).

diverses extensions du modèle Standard prédisent l’existence d’une particule de graviton élémentaire et de nombreuses autres particules élémentaires, mais aucune n’a été découverte en 2020.,

HadronsEdit

presque toutes les particules composites contiennent plusieurs quarks (antiquarks) liés entre eux par des gluons (à quelques exceptions près sans quarks, tels que le positronium et le muonium). Ceux contenant peu de quarks (≤5) sont appelés hadrons. En raison d’une propriété connue sous le nom de confinement de couleur, les quarks ne sont jamais trouvés seuls mais se produisent toujours dans les hadrons contenant plusieurs quarks., Les hadrons sont divisés par nombre de quarks (y compris antiquarks) en baryons contenant un nombre impair de quarks (presque toujours 3), dont le proton et le neutron (les deux nucléons) sont de loin les plus connus; et les mésons contenant un nombre pair de quarks (presque toujours 2, un quark et un antiquark), dont les pions et les kaons sont les

à l’exception du proton et du neutron, tous les autres hadrons sont instables et se désintègrent en d’autres particules en microsecondes ou moins., Un proton est constitué de deux quarks up et un quark down, tandis que le neutron est composé de deux quarks down et d’un quark. Ceux-ci se lient généralement ensemble dans un noyau atomique, par exemple un noyau d’hélium-4 est composé de deux protons et de deux neutrons. La plupart des hadrons ne vivent pas assez longtemps pour se lier dans des composites ressemblant à des noyaux; ceux qui le font (autres que le proton et le neutron) forment des noyaux exotiques.,

par statistiquesmodifier

toute particule subatomique, comme toute particule dans l’espace tridimensionnel qui obéit aux lois de la mécanique quantique, peut être soit un boson (avec spin entier), soit un fermion (avec spin demi–entier impair).

dans le modèle Standard, tous les fermions élémentaires ont un spin 1/2, et sont divisés en quarks qui portent une charge de couleur et ressentent donc l’interaction forte, et les leptons qui ne le font pas., Les bosons élémentaires comprennent les bosons de jauge (photon, W et Z, gluons) avec spin 1, tandis que le boson de Higgs est la seule particule élémentaire avec spin zéro.

Le graviton hypothétique doit théoriquement avoir un spin 2, mais ne fait pas partie du modèle Standard. Certaines extensions telles que la supersymétrie prédisent des particules élémentaires supplémentaires avec spin 3/2, mais aucune n’a été découverte en 2021.,

en raison des lois de spin des particules composites, les baryons (3 quarks) ont un spin 1/2 ou 3/2, et sont donc des fermions; les mésons (2 quarks) ont un spin entier de 0 ou 1, et sont donc des bosons.

par massEdit

en relativité restreinte, L’énergie d’une particule au repos est égale à sa masse multipliée par la vitesse de la lumière au carré, E = mc2. Autrement dit, la masse peut être exprimée en termes d’énergie et vice versa. Si une particule a un cadre de référence dans lequel elle se trouve au repos, alors elle a une masse de repos positive et est appelée massive.,

Toutes les particules composites sont massives. Les Baryons (signifiant « lourds ») ont tendance à avoir une masse plus grande que les mésons (signifiant « intermédiaires »), qui à leur tour ont tendance à être plus lourds que les leptons (signifiant « légers »), mais le lepton le plus lourd (la particule tau) est plus lourd que les deux saveurs les plus légères des baryons (nucléons). Il est également certain que toute particule avec une charge électrique est massive.,

lorsqu’ils ont été définis à l’origine dans les années 1950, les Termes baryons, mésons et leptons désignaient des masses; cependant, après l’acceptation du modèle des quarks dans les années 1970, il a été reconnu que les baryons sont des composites de trois quarks, les mésons sont des composites d’un quark et d’un antiquark, tandis que les leptons

Toutes les particules sans masse (particules dont la masse invariante est zéro) sont élémentaires. Ceux-ci incluent le photon et le gluon, bien que ce dernier ne puisse pas être isolé.,

Par decayEdit

la Plupart des particules subatomiques ne sont pas stables. Tous les leptons, ainsi que les baryons se désintègrent par la force forte ou la force faible (à l’exception du proton). Les Protons ne sont pas connus pour se désintégrer, bien que l’on ne sache pas s’ils sont « vraiment » stables, car certaines théories grand unifiées très importantes (GUTs) l’exigent en fait. Les muons μ Et τ, ainsi que leurs antiparticules, se désintègrent par la force faible. Les Neutrinos (et les antineutrinos) ne se désintègrent pas, mais on pense qu’un phénomène connexe d’oscillations de neutrinos existe même dans les vides., L’électron et son antiparticule, le positron, sont théoriquement stables en raison de la conservation de la charge à moins qu’une particule plus légère ayant une magnitude de charge électrique ≤ e existe (ce qui est peu probable).Sa charge n’est pas encore affichée