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  • Quarks, Gluons et Partons

    Posté le 20 juin 2012

    Un proton est une particule subatomique qui peut être visualisée comme une sphère de 10-15 mètres. Un proton est aussi minuscule comparé à un virus qu’un virus est minuscule comparé à un être humain. Quand vous savez que beaucoup de virus sont si petits qu’ils ne peuvent pas être observés au microscope vous pouvez vous faire une idée de ce que représente un proton.

    Dans les années 1950 il devenait de plus en plus clair que le proton devait être constitué de particules plus petites. En 1964, Murray Gell-Mann et George Zweig ont proposé indépendamment que le proton était constitué de 3 particules. On utilise aujourd’hui le nom que leur a donné Murray Gell-Mann : les Quarks. Nous connaissons maintenant 6 types de quarks mais la théorie d’origine n’en proposait que 3 : Up, Down et Strange. Les protons consistent en 2 quarks Up et un quark Down et les neutrons consistent en 2 quarks Down et un quark Up.

    En 1968, au SLAC, des expériences utilisant des électrons pour sonder la structure du proton ont démontré clairement que les protons contenaient des particules plus petites. Cependant, il n’était pas encore possible de montrer que ces constituants étaient des quarks. Richard Feynman les a appelé « Partons » car ils faisaient partie du proton.

    Les tentatives pour comprendre exactement ce qui liait et retenait les partons à l’intérieur du proton ont mené à la théorie actuelle des interactions de la force nucléaire forte, appelée Chromodynamique quantique (ou Quantum Chromodynamics, QCD). Cette théorie postulait l’existence d’autres particules appelées gluons. Les gluons interagissent avec leur charge appelée charge de couleur, et associée à la force forte. Les gluons ont été observés pour la première fois à l’accélérateur allemand HERA (Hadron Elektron Ring Anlage) en 1979.

    Les expériences qui ont suivi ont montré que les protons étaient composés à la fois de quarks et de gluons. Le terme Parton est utilisé pour désigner toute particule composée de quarks.

    Il existe 6 quarks : Up, Down / Charm, Strange / Top, Bottom.
    En plus de leur charge de couleur, les quarks possèdent également une charge électrique : +2/3 pour les Up, Charm et Top, et -1/3 pour les Down, Strange et Bottom.

    Les quarks Bottom et Top ont été découverts au Fermilab.

    Source : Fermilab Today

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