Modele standard des particules

Le modèle mathématique utilisé pour décrire l`interaction des particules colorées à travers l`échange de gluons est connu sous le nom de chromodynamique quantique (QCD). L`ensemble du désordre collant est appelé la force forte ou l`interaction forte, car il se traduit par des forces dans le noyau qui sont plus forts que la force électromagnétique. Sans la force forte, chaque noyau se soufflera en miettes. La propriété de définition des quarks est qu`ils transportent la charge de couleur, et donc interagissent par l`interaction forte. Un phénomène appelé confinement des couleurs résulte en quarks étant très fortement liés les uns aux autres, formant des particules composites neutres en couleur (hadrons) contenant soit un Quark et un antiquark (méons) ou trois quarks (baryons). Le proton et le neutron familiers sont les deux baryons ayant la plus petite masse. Les quarks transportent également la charge électrique et l`isospin faible. Par conséquent, ils interagissent avec d`autres fermions à la fois électromagnétiquement et par l`interaction faible. Les six fermions restants ne portent pas de charge de couleur et sont appelés leptons. Les trois neutrinos ne portent pas de charge électrique non plus, de sorte que leur mouvement est directement influencé par la force nucléaire faible, ce qui les rend notoirement difficile à détecter. Cependant, en vertu d`une charge électrique, l`électron, le muon et le tau interagissent tous électromagnétiques. Trois des quatre éléments fondamentaux de la nature sont inclus dans le modèle standard de la physique des particules — l`électromagnétisme, la force forte et la force faible. (La gravité n`est pas incluse dans le modèle standard.) Chaque force agit entre les particules en raison de certaines propriétés de cette particule — charge pour l`électromagnétisme, la couleur pour la force forte, et la saveur pour la force faible.

Les bosons associés à chaque force sont appelés bosons de jauge — le photon pour l`électromagnétisme, les gluons pour la force forte, et les bosons W et Z pour la force faible. Le 4 juillet 2012, les expériences ATLAS et CMS du grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN ont annoncé qu`elles avaient chacune observé une nouvelle particule dans la région de masse autour de 126 GeV. Cette particule est cohérente avec le boson de Higgs, mais elle prendra d`autres travaux pour déterminer si oui ou non c`est le boson de Higgs prédit par le modèle standard. Le boson de Higgs, tel qu`il est proposé dans le modèle standard, est la manifestation la plus simple du mécanisme brout-Englert-Higgs. D`autres types de bosons de Higgs sont prédits par d`autres théories qui vont au-delà du modèle standard. Depuis lors, le modèle standard a prédit les résultats de l`expérience après l`expérimentation, y compris la découverte de plusieurs variétés de quarks et des bosons W et Z-des particules lourdes qui sont pour les interactions faibles ce que le photon est pour l`électromagnétisme. La possibilité que les neutrinos ne sont pas sans masse a été négligé dans les années 1960, mais a glissé facilement dans le modèle standard dans les années 1990, quelques décennies de retard à la fête. Découvrir le boson de Higgs en 2012, longtemps prédit par le modèle standard et longtemps recherché, a été un frisson, mais pas une surprise. Il était encore une autre victoire cruciale pour le modèle standard sur les forces sombres que les physiciens des particules ont averti à maintes reprises surgit au-dessus de l`horizon. Préoccupés par le fait que le modèle standard ne reflétait pas adéquatement leurs attentes en matière de simplicité, s`inquiétait de son auto-uniformité mathématique, ou s`attendait à la nécessité éventuelle d`amener la force de gravité dans le pli, les physiciens ont rendu de nombreux propositions de théories au-delà du modèle standard.