Les quarks [topic unique]

Sujet: Les quarks [topic unique] Jeu 30 Mar 2006, 1:55 pm

Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Quark_%28particule%29

Quark (particule)

Modèle : Homon

Citation :: Les quarks sont des fermions et considérés comme les constituants ultimes de la matière dans le cadre de la théorie du modèle standard.

Quarks
Propriétés générales
Classification Fermions
Composition Élémentaire
Propriétés physiques
Masse • u : 1,5 à 4,0 MeV.c-2

• d : 4 à 8 MeV.c-2
• c : 1,15 à 1,35 GeV.c-2
• s : 80 à 130 MeV.c-2
• t : 173 ± 3 GeV.c-2
• b : 4,1 à 4,4 GeV.c-2

Charge • u : +6,15 10-20 C

• d : -5,34 10-20 C
• c : +6,15 10-20 C
• s : -5,34 10-20 C
• t : +6,15 10-20 C
• b : -5,34 10-20 C

Spin 1/2
Durée de vie -

Description

La théorie des quarks a été inventée par le physicien Murray Gell-Mann, qui reçut pour l'occasion le prix Nobel de physique en 1969.

Ces particules de spin 1/2 sont de six sortes, appelées saveurs, auxquelles on a donné des noms pleins de poésie :

le quark Bas (charge électrique: -1/3)
le quark Haut (charge électrique: +2/3)
le quark Étrange (charge électrique: -1/3)
le quark Charme (charge électrique: +2/3)
le quark Beauté (ou bottom) (charge électrique: -1/3)
le quark Vérité (ou top) (charge électrique: +2/3)
Les quarks possèdent également une autre propriété que l'on a nommée, faute de mieux, charge de couleur. Un quark peut être « rouge », « vert » ou « bleu », mais il peut changer de couleur en échangeant un gluon.

Chaque quark a son antiparticule, nommée anti-quark, de même masse, mais de charge électrique opposée et de charge de couleur complémentaire, appelée anti-couleur : un anti-quark peut ainsi être « anti-rouge » , « anti-vert » ou « anti-bleu ».

Notion de hadron

Les quarks ont cette caractéristique que l'on ne les observe jamais seuls. En effet, ils sont toujours groupés de telle sorte que :

la somme de leurs charges électriques est entière (en général 0, comme pour le neutron, et 1, pour le proton. On rappelle que l'électron n'est pas composé de Quarks).
la somme de leurs charges de couleur est blanche (Selon les règles de la synthèse additive des couleurs, c’est-à-dire composé de quarks des trois couleurs. Mais il est aussi possible de trouver des paires Quarks-Anti-Quarks, de couleurs complémentaires qui s'annulent).
Les quarks s'assemblent ainsi en hadrons. Il en existe deux sortes principales :

assemblage d'un quark et d'un anti-quark : les mésons ;
assemblage de trois quarks des 3 couleurs différentes : les baryons .
Mais d'autres assemblages de quarks, tels les pentaquarks, ce qui désigne en fait 4 quarks et un antiquark, sont possibles.

Le proton est un baryon constitué de deux quarks up et d'un seul quark down. Sa charge électrique est de : 2/3 + 2/3 - 1/3 = 3/3 soit +1.
Le neutron est aussi un baryon composé de deux quarks down et d'un seul quark up. Il est donc neutre.

Le fait que l'on ne puisse pas isoler de quark rend la mesure de leur masse extrêmement approximative (voir les fourchettes d'erreur sur le tableau !). Il n'est même pas clair que la notion en soi ait un sens bien défini.

Notion de gluon

La force qui maintient les quarks groupés entre eux s'appelle l'interaction forte. Le médiateur de cette force est nommé gluon. Les gluons sont colorés, à partir de couleurs et d'anticouleurs. on pourrait croire que 3×3 mélanges sont possibles, correspondant à 9 sortes de gluons, mais il n'y en a que 8, car le mélange totalement symétrique, « blanc », n'existe pas.

Étymologie

Le mot quark provient d'une phrase du roman Finnegans Wake de James Joyce : « Three Quarks for Muster Mark! ».

Voir aussi:

Étoile étrange

Pentaquark

Particules

Particules élémentaires :

Fermions : quarks · leptons

Leptons : électron · muon · tauon · neutrinos

Bosons de jauge : photon · gluons · bosons W+, W- et Z0

Hypothétiques : graviton · boson de Higgs

Particules composites :

Hadrons : baryons · mésons

Baryons : proton · neutron · hypérons

Mésons : pions · kaons

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