Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
La physique des particules s’attache à étudier l’infiniment petit, la structure ultime de la matière. Des microscopes très performants sont ainsi utilisés et permettent d’observer l’objet à l’aide d’un faisceau d’énergie. Dans le cadre d’expérimentations de cette physique des hautes énergies, ce sont des microscopes accélérateurs de particules qui sondent des objets dont la taille est inférieure au fermi. Cet article propose les résultats récents de ces expérimentations en physique des particules. Après un rappel des principes de base, le paradigme actuel de l’Univers, les neutrinos ou encore le plasma de quarks et de gluons sont abordés.
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Particle physics is dedicated to the study of the infinitely small, the ultimate structure of matter. High-performance microscopes enable the observation of the object using a beam of energy. Within the framework of high-energy physics experimentations, particle accelerator microscopes study objects whose size is of less than the Fermi. This article presents the recent results of these experimentations in particle physics. After an overview on basic principles, the current paradigm of the Universe, neutrinos as well as quark and gluon plasma are dealt with.
Auteur(s)
-
Jean-Claude MONTRET : Professeurs des universités Laboratoire de physique corpusculaire Université Blaise-Pascal (Clermont II) – IN2P3/CNRS
INTRODUCTION
Le but de la physique des particules est d’étudier la structure ultime de la matière. C’est donc une physique de l’infiniment petit et, d’un point de vue expérimental, une physique des hautes énergies.
Les microscopes utilisés dans ce cadre sont les accélérateurs de particules qui produisent des faisceaux de plusieurs centaines de GeV [au LEP (Large Electron Positron), entre 1989 et 2000], voire d’une dizaine de TeV [à partir de 2007 avec le LHC (Large Hadron Collider)] permettant ainsi d’étudier des objets dont la taille est inférieure au fermi et donc de sonder, par exemple, la structure d’un proton. Néanmoins, les techniques d’accélération actuelles ne permettent d’augmenter l’énergie d’un électron que de 20 à 30 MeV environ sur une distance de 1 m. Pour porter un électron, initialement produit au repos, à plus de 100 GeV, il faut donc des accélérateurs (linéaires ou circulaires) gigantesques. La physique des particules est également une physique des très grands instruments (TGI).
Pour l’ensemble de cette partie expérimentale, le lecteur pourra se reporter en premier lieu au dossier Particules élémentaires et interactions fondamentales qui traite d’une manière théorique « les particules élémentaires et les interactions fondamentales ». Il pourra aussi consulter les ouvrages donnés dans les références accessibles aux étudiants, ainsi que les sites web du CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire) et de L’IN2P3 (Institut national de physique nucléaire et physique des particules) pour suivre les évolutions et s’informer des résultats les plus récents.
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Plasma de quarks et de gluons
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6. Violation de la symétrie CP dans le secteur de la beauté
Comme nous l’avons vu dans le dossier Particules élémentaires et interactions fondamentales[AF 3 480] § 1.2.2, la violation de la symétrie CP fut découverte dans les mésons neutres K 0 en 1964, sous sa forme dite indirecte ou de mélange (c’est-à-dire dans les oscillations
), et observée en 1999 sous sa forme dite directe (c’est-à-dire dans les désintégrations).
6.1 Mise en évidence
Pour pouvoir étudier la violation de CP dans le système des mésons beaux, il a fallu attendre la mise en service en 1999 des expériences BaBar à Slac aux USA et Belle à KeK au Japon, qui utilisent toutes deux des collisionneurs linéaires e+e− fonctionnant à l’énergie du Y(4S), soit 10,58 GeV. Cette résonance, découverte en 1980 par l’expérience Cleo à Cornell aux USA, est située juste au-delà du seuil de production des paires de mésons beaux
(où B désigne un méson
ou
de masse 5,28 GeV/c2). Les expériences BaBar et Belle produisent un nombre gigantesque de mésons beaux permettant ainsi d’accéder à l’étude de la violation de CP. À l’été 2004, elles avaient accumulées à elles deux plus de 560 millions de paires
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ZITOUN (R.) - Introduction à la physique des particules - . Dunod (2004).
-
(2) - * - Encyclopedia Universalis : dictionnaire de la physique « Atomes et particules ».
-
(3) - CERN - * - Site Internet grand public : http://public.web.cern.ch/Public/Welcome-fr.html
-
(4) - IN2P3 - * - Site Internet de l’Institut national de physique nucléaire et physique des particules : http://www.in2p3.fr/page/communication/communicationf.htm
-
(5) - TONRY, al - * - Astro. J. Lett. 594, 1 (2003).
-
(6) - LANGACKER (P.) - Neutrino physics (theory) - . Exposé donné lors de la conférence « Lepton-Photon 2005 ».
-
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