Upload
others
View
18
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Physique des particules et Physique Nucléaire
PHYS-F305
Première partie: Physique des Particules
Laurent Favart
année 2020-21: BA Phys. Bloc 3
1
PHYS-F305 - L. Favart - Chapitre I
Contenu du cours
2
I. Introduction II. Moyens d’investigations III. Découverte des particules et des interactions forte et faible IV. Les accélérateurs V. Interactions particules-matière VI. Détection et identification des particules VII. Quarks et leptons : les constituants de la matière VIII. Modélisation des interactions fondamentales
PHYS-F305 - L. Favart - Chapitre I
Plan du chapitre I
3
I - Introduction
1. La physique des particules élémentaires 2. Structures élémentaires - de l'antiquité au XXe siècle 3. Ordres de grandeur et unités 4. Quadri-vecteurs et invariants 5. Les interactions fondamentales 6. Le Modèle Standard de la physique des particules 7. Notion de section efficace 8. Lien avec la cosmologie
PHYS-F305 - L. Favart - Chapitre I
Structure de la matière
4
PHYS-F305 - L. Favart - Chapitre I
Limite optique
5
GHzMHz
4G: 700 MHz - 2.6 GHz
5G : 25 GHz
10-6 10-4 10-2 1 102 104 106 108 1010 1012
Energie (eV)106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1024 1026
de 1 photoneVmeV keV MeV GeV
⇣⇣me mp
PHYS-F305 - L. Favart - Chapitre I
Echelles spatiale et d’énergie
6
Electronvolt 1 eV = 1,6 10-19 J kilo keV 103
Méga MeV 106 Giga GeV 109
Téra TeV 1012
PHYS-F305 - L. Favart - Chapitre I
Interactions faibles
7
échange de W : désintégration beta
PHYS-F305 - L. Favart - Chapitre I
Interactions faibles
8
échange de Z0
PHYS-F305 - L. Favart - Chapitre I
Interactions fortes
9
collision entre ions: échanges de gluons
PHYS-F305 - L. Favart - Chapitre I
Les interactions
10
PHYS-F305 - L. Favart - Chapitre I
Le modèle Standard
11
RGB
2/3
2.3 MeV
up
u
RGB
−1/3
4.8 MeV
down
d
−1
511 keV
electron
e
< 2 eV
e neutrino
νe
RGB
2/3
1.28 GeV
charme
c
RGB
−1/3
95 MeV
etrange
s
−1
105.7 MeV
muon
µ
< 190 keV
µ neutrino
νµ
RGB
2/3
173.2 GeV
top
t
RGB
−1/3
4.7 GeV
beaute
b
−1
1.777 GeV
tau
τ
< 18 MeV
τ neutrino
ντ ±1
80.4 GeV
W±
91.2 GeV
Z
photon
γ
gluon
g
125.1 GeV
Higgs
H
interactionforte
(couleu
r)
int.electrom
agnetiqu
e(ch
arge)
interactionfaib
le(isosp
infaib
le)
massecouleurscharge
PHYS-F305 - L. Favart - Chapitre I
Masses des particules élémentaires
12
Hbd
PHYS-F305 - L. Favart - Chapitre I
Lien avec la cosmologie
13
Formation des atomes
Formation des hadrons
Création de particles par paires
Formation des noyaux D, He, Li
Brisure électro-faible
photons échappent
disparition anti-quarks
GeV
MeV
TeV
10-10 s
10-34 s
102s
1013s