Activité préparatoire pour la sortie au LHC du CERN

Activité préparatoire pour la sortie au LHC du CERN (P19)
1- Le modèle standard de la physique des particules :
C’est une théorie pour les phénomènes à l'échelle des particules. Il s'applique aux particules connues et aux
interactions : l'interaction électromagnétique, l'interaction forte, l'interaction faible sauf la gravitation.
Il explique que toutes les particules observées peuvent être obtenues à partir de 12 constituants élémentaires :
- les particules de matière, appelées fermions : 6 leptons et 6 quarks (et leurs antiparticules).
- les particules messagères des forces, appelées bosons : elles véhiculent les forces selon l’interaction.
A chaque particule-fermion
correspond une anti-particule,
espèce d’image miroir.

a) Récapitule les 6 particules appelées leptons : …………………………………………………………………………………………………………………………
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b) Récapitule les 6 particules appelées quarks : ……………………………………………………………………………………………………………………………
c) Précise de quelles particules sont formées les protons et les neutrons ainsi que leur sous-famille par rapport aux
fermions : ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
d) Quelle est la particule qui véhicule :
- l’interaction électromagnétique ? ……………………………………………………………………………………………………………………………………
- l’interaction forte ? ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
- l’interaction faible ? ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Précise de quelle famille elles font parties : …………………………………………………………………………………………………………………………………
2- Les recherches du LHC :
a) Cherche la signification du sigle CERN. A quoi sert-il ?
b) Cherche la signification su sigle LHC, en anglais, puis en français. A quoi sert cet appareil ? Où se trouve-t-il ?
c) Quelle interaction fondamentale est mise en jeu lors de la détection d’une particule dans une chambre
multifilaire de Charpak ?
d) Que permettra de valider la découverte du « boson de Higgs » espérée au LHC ?
e) Si son existence est prouvée un jour, à votre avis, quelle interaction devrait transmettre le graviton ?
f) Quels ont été les premiers ions lourds entrés en collision au LHC en 2010 ?
g) Pour comprendre le principe de fonctionnement du LHC, tape « LHC game » dans Google et suis les indications
dans les ateliers « accélérations », « courbure » et « focalisation ». Récapitule chaque atelier en quelques lignes.