in

Pourquoi les particules de matière viennent-elles par trois?

L’univers a préparé toutes sortes de matières bizarres et magnifiques, des étoiles flamboyantes aux chats ronronnants, à partir de seulement trois ingrédients de base. Les électrons et deux types de quarks, surnommés «haut» et «bas», se mélangent de diverses manières pour produire chaque atome existant.

Histoire originale réimprimée avec la permission de Magazine Quanta, une publication indépendante de la rédaction de la Fondation Simons dont la mission est d’améliorer la compréhension du public des sciences en couvrant les développements et les tendances de la recherche en mathématiques et en sciences physiques et de la vie.

Mais curieusement, cette famille de particules de matière – le quark up, le quark down et l’électron – n’est pas la seule. Les physiciens ont découvert qu’ils constituent la première des trois «générations» successives de particules, chacune plus lourde que la précédente. Les particules de deuxième et troisième génération se transforment trop rapidement en leurs homologues plus légers pour former des chats exotiques, mais elles se comportent autrement de manière identique. C’est comme si les lois de la nature étaient composées en trois exemplaires. « Nous ne savons pas pourquoi », a déclaré Heather Logan, physicienne des particules à l’Université Carleton.

Dans les années 1970, lorsque les physiciens ont élaboré pour la première fois le modèle standard de la physique des particules – l’ensemble d’équations encore régnant décrivant les particules élémentaires connues et leurs interactions – ils ont cherché un principe profond qui expliquerait pourquoi il existe trois générations de chaque type de particules de matière. Personne n’a déchiffré le code et la question a été largement mise de côté. Maintenant, cependant, le physicien lauréat du prix Nobel Steven Weinberg, l’un des architectes du modèle standard, a relancé l’ancien puzzle. Weinberg, qui est âgé de 86 ans et professeur à l’Université du Texas, Austin, a fait valoir dans un récent article de la revue Examen physique D qu’un schéma intrigant dans les masses des particules pourrait ouvrir la voie.

«Le document de Weinberg est un peu éclair dans l’obscurité», a déclaré Anthony Zee, physicien théoricien à l’Université de Californie à Santa Barbara. « Tout à coup, un titan sur le terrain travaille soudainement à nouveau sur ces problèmes. »

« Je suis très heureux de voir qu’il pense qu’il est important de réexaminer ce problème », a déclaré Mu-Chun Chen, physicien à l’Université de Californie à Irvine. De nombreux théoriciens sont prêts à abandonner, a-t-elle déclaré, mais « nous devons toujours être optimistes ».

Le modèle standard ne prévoit pas pourquoi chaque particule a la masse qu’elle possède. Les physiciens mesurent ces valeurs expérimentalement et insèrent manuellement les résultats dans les équations. Les mesures montrent que l’électron minuscule pèse 0,5 mégaélectron volt (MeV), tandis que ses homologues de deuxième et troisième génération, appelés muons et particules tau, font pencher la balance à 105 et à 1 776 MeV, respectivement. De même, les quarks haut et bas de première génération sont des poids légers relatifs, tandis que les quarks «charme» et «étrange» constituant la deuxième génération de quark sont des poids moyens, et les quarks «haut» et «bas» de la troisième génération sont lourds, le haut pesant un monstrueux 173,210 MeV.

La diffusion dans les masses est vaste. Quand les physiciens plissent les yeux, cependant, ils voient une structure alléchante là où les masses tombent. Les particules se regroupent en générations quelque peu espacées de manière égale: les particules de troisième génération pèsent toutes des milliers de MeV, les particules de deuxième génération pèsent environ des centaines de MeV et les particules de première génération arrivent à environ un MeV chacune. «Au fur et à mesure que vous descendez chaque niveau, ils deviennent exponentiellement plus légers», explique Patrick Fox, physicien des particules au Fermi National Accelerator Laboratory de l’Illinois.

Dans les équations du modèle standard, la masse de chaque particule correspond au degré auquel elle «ressent» un champ de remplissage de l’univers connu sous le nom de champ de Higgs. Les quarks supérieurs sont lourds car ils subissent une traînée intense lorsqu’ils se déplacent dans le champ de Higgs, comme une mouche coincée dans du miel, tandis que des électrons vaporeux la traversent comme des papillons dans l’air. Dans ce cadre, la façon dont chaque particule ressent le champ est un attribut intrinsèque de la particule.

Le modèle standard de physique des particules comprend trois exemplaires de chaque type de particule de matière, qui forment les quadrants de l’anneau extérieur du diagramme.Illustration: Lucy Reading-Ikkanda / Quanta Magazine

  • Les Poulettes Bijoux Bracelet Cuir Trois Matières Fermoir Acier Inoxydable - Classics
    Bracelet cuir de vachette et fermoir acier inoxydable un bracelet sélectionné par Stéphanie Ducauroix. Bracelet composé de 3 lanières de cuir (1 tréssée ronde daim, 1 écaillée daim et 1 unie cuir) montées sur un fermoir clip en acier inoxydable. Périmètre poignet 18 cm, taille spécifique nous contacter. Bijou
    37,80 € 42,00 € -10%
  • Les Poulettes Bijoux Bracelet Cuir Trois Matières Fermoir Acier Inoxydable - Classics - Beige
    Bracelet cuir de vachette et fermoir acier inoxydable un bracelet sélectionné par Stéphanie Ducauroix. Bracelet composé de 3 lanières de cuir (1 tréssée ronde daim, 1 écaillée daim et 1 unie cuir) montées sur un fermoir clip en acier inoxydable. Périmètre poignet 18 cm, taille spécifique nous contacter. Bijou
    37,80 € 42,00 € -10%
  • Les Poulettes Bijoux Bracelet Cuir Trois Matières Fermoir Acier Inoxydable - Classics - Noir
    Bracelet cuir de vachette et fermoir acier inoxydable un bracelet sélectionné par Stéphanie Ducauroix. Bracelet composé de 3 lanières de cuir (1 tréssée ronde daim, 1 écaillée daim et 1 unie cuir) montées sur un fermoir clip en acier inoxydable. Périmètre poignet 18 cm, taille spécifique nous contacter. Bijou
    37,80 € 42,00 € -10%
Voir aussi  Une ville du Wisconsin expérimente avec un test Covid-19 DIY plus rapide

Written by Naruto Uzumaki

Wrestlemania 36: chaque changement de titre à l’événement WWE 2020

PUNAISE, C’ÉTAIT PAS LOIN !!! – CALL OF DUTY WARZONE