Le Modèle standard et au-delà

Théorie des particules élémentaires:
Le Modèle standard et au-delà
présenté par
Karim BENAKLI
(FRIF: LPTHE)
22 Janvier 2008 -

Aujourd’hui:
Un très très très...très bref coup d’œil sur
les lois fondamentales qui régissent les
phénomènes naturels

Les théories actuelles sont capables
de décrire les phénomènes naturels
sur les échelles aussi grandes que
le système solaire (1015 cm)
jusqu’à
des échelles microscopiques
aussi petites que la longueur
d’onde compton des bosons Z (10-16 cm)
Ici “Photo “orbitales atomiques””
Ici “Photo “système solaire””

On classe les particules en deux classes:
1) les particules massives: m≠0
Il y a un référentiel de repos de la particule (description non-relativiste). A
chaque particule est associé un spin J = 0, 1/2, 1, 3/2, 2, ..
Pour chaque spin J, il y a deux (2J+1) états (Jz = -J, -J+1, …+J)
2) les particules de masses nulles: m=0
On peut choisir le référentiel tel que est le long de l’axe z ,par exemple.
A chaque particule, on associe une hélicité h (Jz): h = 0, ±1/2, ±1, ±3/2, ±2, ...
Exemple: photon (h = ±1), graviton (h = ±2).
Notez: Pas le même nombre de degrés de liberté.

Relativité (temps et espace sont traité de la même manière) + principes
de la Mécanique quantique impliquent utilisation de la “théorie
quantique des champs”. Ce ne sera pas expliqué ici.
Retenons seulement que le nombre de particules n’est plus fixe: Des
particules sont créées ou détruites. Ceci permet de décrire les
interactions.
L’électromagnétisme: échanges de photons de masses nulles
L’interaction faible: échanges de bosons Z0, W+, W- massifs
L’interaction forte: échanges de gluons de masses nulles
La gravitation: échanges de gravitons de masses nulles