1-Introduction à la physique des particules

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PHYSIQUE DES PARTICULES
• Etude des constituants ultimes (?) de la matière
• et des interactions entre ces constituants
≈ Physique des HAUTES ENERGIES Æ Accélérateurs
• Petites distances ↔ grandes énergies
• Création de particules de masse élevée
Ex : m (Z) ~ 100 m (proton)
Mais
• Phys. Particules ↔ Astrophysique
Cosmologie
• Expériences à basse énergie sensibles à des échanges de particules
VIRTUELLES très massives
Ex : échange de Z entre e- et noyau
λ1E
∝
/
(
)
ΔE.Δt= h

2
Constantes physiques et unités
c = 299 792 458 ms-1 ~ 3 108 ms-1
~ 1.05 10-34 J s ~ 6.58 10-22 MeV s
~ 1.6 10-19 C
Unités habituelles
E eV = 1.6 10-19 J keV 103
MeV 106
GeV 109
TeV 1012
L fm = 10-15 m (fermi ou femtometre)
σ Section efficace = surface
b = 10-28 m2 (barn) mb
10-3
μb
10-6
nb
10-9
h
h2π
/≡
e
Ex : RP ~ 1 fm → σgéom. = πR2 ~ 30 mb

3
masse eV/c2 ( car E = mc2 )
Ex : me ≈ 0.5 MeV/c2 ~ 10-30 kg
m
p ≈ 938 MeV/c2 ~ 1.6 10-27 kg
Unités naturelles (dans les expressions théoriques)
= c = 1
= 1 (permittivité électrique du vide)
→ mp = 938 MeV ≡ Energie au repos
α =
h
0
ε
22
0
ee1
4πε hc 4π137
→=
2
e0.1→=

4
Ordres de grandeur des dimensions

5
k