Le monde des particules élémentaires est un véritables zoo. C'en est au point où la simple recherche sur une méthode de classement des particules peut amener à une nouvelle théorie qui permet la découverte de nouvelles particules. Ce fut le cas des quarks. C'est pour clarifier l'état de la recherche en ce domaine que je vous ai concocté ce petit article. Vous y trouverez une classification des principales particules et des familles de particules, une histoire de certaines d'entre-elles. A cela s'ajoute quatre chapitres pour les 4 forces élémentaires dont l'action ne pourrait avoir lieu sans les particules nommées bosons.

Bonne lecture

A proprement parlé, une particule élémentaire est une particule qui joue un rôle dans la construction d'autres particules. Ainsi les quarks sont les constituants du proton. Les quarks sont donc des particules élémentaires. Toutefois par extension de langage, il s'avère que le terme de particule élémentaire recouvre un plus grand nombre de particules. Ce qui inclut le proton ou le neutron.

Il n'y a en fait qu'un très petit nombre de particules 'vraiment' élémentaires parmi les quelques 300 particules connues à ce jour dont beaucoup n'ont qu'une durée de vie très faible. De même bon nombre de ces particules ne participent pas directement à notre monde et ne peuvent être observées que dans des conditions extrêmes que les accélérateurs de particules reproduisent.

Les particules sont définies par différentes propriétés telles que la masse, la charge électrique, mais aussi par des propriétés plus récentes que les modèles physiques modernes ont définies. Ainsi avec la mécanique quantique, les particules se sont vues attribuées des nombres quantiques. Le plus important étant le spin. Cette propriété caractérise le moment cinétique d'une particule (sa rotation sur elle-même).

Une anti-particule se définit par l'inversion de certaines propriétés à l'exception de la masse et de son spin qui restent les mêmes d'une particule à son anti-particule.

C'est en 1928 que Paul Dirac énonça l'hypothèse d'anti-particule. En fait cette hypothèse était une conséquence d'une équation sur laquelle il travailla, devant rendre compatible l'équation de Schrödinger et celle de la relativité restreinte. Il y arriva, mais son équation impliquait la possibilité de l'existence d'électron d'énergie positive et négative. La résolution de cette équation impliquait donc l'existence d'un électron de charge positive (le positon) ! C'est en 1932 que le premier positon a été observé par Carl Anderson.

Nous sommes dans un monde où les anti-particules n'ont pas le droit de vie, sauf dans certaines circonstances lors de réactions produisant de nouvelles particules (on parle de désintégration). Mais une anti-particule se désintègre très rapidement avec sa particule. C'est pour cela qu'il est si difficile de les observer. Les raisons qui font que notre monde soit composé de particules et non d’anti-particules restent un sujet d’interrogation. A priori cela pourrait impliquer qu’il n’y a pas une symétrie parfaite, comme dans un miroir, entre le monde des particules et des anti-particules.

Il existe quatre forces fondamentales dans l'univers, du moins nous arrivons à décrire une partie de l'univers avec quatre forces. La nuance est de taille. L'une affirme un savoir absolu (Dieu), l'autre une description d'une compréhension partielle. Il ne faut jamais oublier que, notre savoir non seulement reste partiel car il y a encore énormément à découvrir, mais qu'essentiellement nous ne faisons que décrire les choses par des modèles. Prenons par exemple une de ces quatre forces, la gravitation. Depuis Newton nous disposons d'un modèle qui décrit comment cette force agit. Mais la théorie newtonienne de la gravitation n'est qu'un modèle pas l'explication de l'origine de cette force.

A ces quatre forces, il faut ajouter des particules qui sont des vecteurs d'interaction de ces forces, c'est-à-dire qui transmettent cette force. Ce concept de transmission d'une force par une particule est né avec les modèles théoriques de la fin du XXème siècle.

La gravitation dont le vecteur d'interaction serait le graviton. On emploie ici le conditionnel car le graviton n'a jamais été observé dans une expérience, que ce soit de manière directe ou indirecte. Des expériences sont en cours (ex : VIRGO) pour détecter les ondes gravitationnelles, premier pas vers la détection du graviton. La force de gravitation est une force uniquement attractive.

La force électromagnétique a pour vecteur le photon. La première formalisation de l'électromagnétisme a été faite avec les équations de Maxwell en 1873. Aujourd'hui elle est décrite par la théorie électro-faible qui unit la force faible et l'électromagnétisme. Toutefois ces deux forces n'ont pas le même vecteur d'interaction. L'électromagnétisme est une force qui peut être attractive ou répulsive.

La force faible est la plus faible des forces qui agissent au niveau atomique (d'où son nom). Elle est à la fois répulsive et attractive et son rayon d'action est extrêmement faible (10^-18 mètre). Elle n'est quasiment pas décelable directement. Par contre elle joue un rôle important dans une réaction très importante, la désintégration bêta.

La désintégration bêta est connue depuis la fin du 19ème siècle, mais il a fallu attendre 1934 pour qu'un physicien italien, Enrico Fermi propose un modèle la prenant en compte. L'histoire de la force faible est en partie étroitement liée à celle du neutrino car c'est la seule force qui agit sur cette particule. Cette force est responsable de la désintégration soit des neutrons (radioactivité bêta '-') soit des protons (radioactivité bêta '+').

Neutron -> Proton + électron + anti-neutrino électronique (Bêta -)

proton -> neutron + positon + neutrino électronique (Bêta +)

Les physiciens Clyde L.Cowan et Frederick Reines en 1956 confirmèrent l'existence des neutrinos et par là même la théorie de Fermi et donc l'existence de la force faible. Il fallait encore un modèle théorique qui expliquait le mode de fonctionnement de cette force, ce que ne faisait pas le modèle de Fermi. En 1961, Sheldon Glashow proposa une amélioration du modèle de Fermi qui impliquait l'existence de 3 vecteurs d'interaction (3 bosons). En 1967, les physiciens Steven Weinberg et Abbus Salam élaborèrent le modèle électrofaible c'est-à-dire une théorie qui expliquait non seulement la force faible, mais englobait aussi la force électromagnétique.

L'une des particularités de cette force est qu'elle est véhiculée par 3 bosons différents qui ont tous une masse très importante (environ 90 Gev), alors que tous les autres bosons n'en ont pas. Deux de ces bosons sont chargés électriquement et se nomment W- et W+ et le troisième Z° est de charge neutre (pas de charge). Les bosons W- et W+ sont responsables de la force faible par courant chargé c'est-à-dire que ces bosons vont changer la nature électrique des deux particules qui sont en communication par la force faible. Le boson Z° est responsable de la force faible par courant neutre. Il ne modifie pas la charge des particules en communication par la force faible. C'est le CERN qui découvrit ces trois bosons en 1983.

Les particules sensibles à la force faible sont les neutrinos, mais aussi les leptons chargés (électron, muon, tauon) et les quarks.

Dès qu'on découvrit que les protons étaient des particules constituant le noyau, une question fondamentale se posa. Comment font-ils pour rester agglomérés ? Effectivement les protons ayant une charge positive et selon la force électromagnétique, ils exercent mutuellement entre eux une répulsion. La conclusion est qu'il doit exister une force qui maintient la cohésion du noyau, et que cette force est bien plus importante que la force électromagnétique (d'où son nom de force forte).

Il faudra attendra 1964 avec la théorie des quarks de Gell-Mann pour avoir une première réponse. Effectivement les physiciens, qui ne se concentraient que sur les protons, commencèrent à envisager le problème sous l'angle des quarks. Vers 1970 une nouvelle théorie naît : la chromodynamique quantique ou CDQ. La force forte ne s'applique qu'aux quarks qui échangent des informations par l'intermédiaire de particules nommées gluons. Le nom de gluon provient du mot anglais glu qui signifie colle.

Le rapport entre la colle et la force forte provient d'une caractéristique très particulière. Alors que pour les autres forces, plus la distance qui sépare deux particules impose que la force s'affaiblit, c'est tout le contraire qui se passe pour la force forte. Plus les quarks sont éloignés entre eux plus l'attraction de la force forte augmente. Lorsque deux quarks sont très proches, la force forte diminue voire disparaît.

Cette propriété de la force forte est nommée liberté asymptotique. Cette propriété explique pourquoi on ne peut isoler et observer des quarks seuls. Pour ce faire, il faudrait vaincre la force forte or cela exigerait des énergies qui dépassent toutes nos possibilités actuelles et dans un proche avenir. Rien ne dit non plus qu'on n'y arrivera pas un jour mais c'est actuellement très largement hors de notre portée.

La CDQ a une petite particularité. Elle implique l'existence d'une nouvelle propriété spécifique aux quarks et aux gluons : la charge de couleur. Il y a selon la CDQ 3 charges de couleur : vert, bleu, rouge. Toutes les particules constituées par des quarks ont une charge de couleur blanche (on dit parfois neutre à la place de blanche). Un proton et un neutron ont une charge de couleur blanche car ils sont tous les deux composés de quarks des 3 couleurs selon l'équation : bleu + vert + rouge = blanc. Ce ne sont évidemment pas de vraies couleurs mais une symbolique mathématique.

Avant de voir plus en détail les principales particules et les familles auxquelles elles appartiennent, je souhaite vous donner un rapide tour d'horizon des particules vraiment élémentaires et qui constituent la base à partir de laquelle toutes les autres sont construites.

On a d'abord 6 quarks dont le dernier n'a été trouvé qu'en 1997 (quark top). Les quarks sont des particules de charge non entière (2/3 et -1/3). Les leptons qui sont aussi au nombre de 6 ont une charge entière. Trois leptons ont une charge de 1 et trois de 0. Ces dernières sont des neutrinos. L'électron est le plus important de ces 6 leptons. Toutefois cela ne suffit pas pour construire toutes les particules. Par exemple les mésons sont composés d’un quark et d’un anti-quark, il faut donc aussi prendre en compte les anti-particules. A ces particules vraiment élémentaires il faut ajouter les particules qui communiquent les différentes forces, ce sont les bosons. Effectivement sans ces forces pas de création de particules.

Il existe une importante différence pratique entre leptons et quarks. Il n'existe pas (en tout cas pas à ma connaissance) de particules composées de plusieurs leptons. Les leptons sont fondamentaux pour expliquer certaines désintégrations de particules, mais ne sont pas des constituants élémentaires d'autres particules.

La découverte des particules peut se scinder en 3 phases. La première va de la fin du 19ème siècle au début des années 1930. C'est la découverte des particules constituant l'atome et la compréhension de l'atome lui-même. On découvre à cette époque l'électron, le proton puis le neutron. On utilise pour cela des appareillages rudimentaires de faible puissance.

La seconde phase s'échelonne de 1930 à 1950. Elle se base essentiellement sur le rayonnement cosmique, c'est-à-dire des particules très énergétiques, comme le proton qui entre en collision avec des atomes de notre atmosphère, et produisent des gerbes de différentes particules élémentaires qui sont ensuite analysées. Ce type d'étude a été nécessaire car aucun n'appareil ne pouvait produire sur Terre suffisamment d'énergie pour provoquer ces gerbes de particules.

La troisième phase s'étend du courant des années 1950 à nos jours. On utilise des accélérateurs de particules de plus en plus puissant pour découvrir de nouvelles de particules.

Remarques :

* Tous les Hadrons sont constitués de quarks

* Les mésons ont la particularité d’être un composé de 2 quarks

* Dans les mésons on a des particules comme les pion, les kaon, les rho, ...

* Les baryons sont composés de 3 quarks

* Dans les hypérions on a des particules comme l’hypérion sigma, l’hypérion cascade, ...

* Nucléon est le terme générique pour désigner le neutron et le proton

Avant de voir comment est calculée la masse d’une particule, voyons pourquoi elles sont données en électron Volt (eV). Ce n’est pas un hasard ou une simple convention, il y a des aspects pratiques derrière ce choix. Le premier aspect est lié au fait que le calcul de l’énergie d’une particule au repos est donné en joule. Or le joule n’est pas une unité très intéressante pour les énergies des particules. On a la conversion : 1 eV = 1,602 * 10^-19 J. Le deuxième aspect est lié aux accélérateurs de particules. Les performances d’un accélérateur de particules sont liées à la vitesse à laquelle il peut amener des particules. Or ces vitesses sont souvent très proches l’une de l’autre à cause de l’effet asymptotique de la relativité restreinte. Pour mieux distinguer la puissance des accélérateurs, on utilise les eV.

Pour le calcul de la masse et donc de l’énergie des particules on a 3 situations.

- au repos

- en mouvement

- en collision

Au repos : On utilise la formule E = mc². Comme exemple calculons la masse du proton en eV :

1,672E-27 * (2,998E8)² = 1,5028E-10 joule.

On effectue la conversion en eV

1,5028E-10 / 1,602E-19 = 938 Mev

En mouvement : On utilise la formule E = M * gamma * c², où gamma est le facteur de Lorentz

En collision : Le gros problème de la relativité est que la masse n’est pas conservée lors d’une collision. Seules l‘énergie et la quantité de mouvement le sont. On utilise, pour calculer l’énergie, une équation invariante mêlant énergie et quantité de mouvement

Dans le cas de particule de masse nulle, on a E = pc or selon la relation de De broglie on a p = h / lambda. H étant la constante de Planck et lambda la longueur d’onde.

Les quarks sont les constituants fondamentaux des hadrons, donc ni des leptons ni des bosons. Ce qui représente déjà plus de 200 particules dont une très grande partie n'a qu'une très petite durée de vie. Il existe 6 quarks et nous les avons tous découvert. Ils ont une charge électrique fractionnaire comparée à celle de l'électron qui sert d'étalon avec une valeur de -1.

Dans l'histoire de la découverte des quarks, il faut distinguer la partie concernant la théorie qui permit de les concevoir et leur découverte à proprement parlé. L'histoire de la théorie des quarks est en deux parties et est composée de plusieurs noms de physiciens, mais un seul a été impliqué dans toutes les phases de cette élaboration. Il s'agit de Murray Gell-Mann. Au début des années 1960, un grand nombre de baryons a été trouvé et une méthode de classification de ceux-ci s'impose. En 1961 Gell-Mann propose une méthode de classification des hadrons issue de la théorie des groupes en mathématique. Cette méthode sera nommée la ‘eightfold way’. Toutefois il s'agit d'une organisation totalement abstraite dont on n’explique pas la raison de son fonctionnement. Ce n'est qu'en 1964 que Gell-Mann se rend compte que si on suppose que toutes les particules peuvent être construites à partir de 3 particules fondamentales alors son modèle abstrait devient un modèle théorique concret.

Les premières preuves de la validité du modèle de Gell-Mann arrivent en 1967. Les trois premiers quarks se nommaient Down, Up, et Strange. Au début des années 1970 il apparut que 3 quarks étaient insuffisants pour expliquer tous les baryons. Le quatrième quark nommé Charm fut découvert en 1974. Le quark Botton fut découvert en 1980 et le quark Top en 1996 soit très récemment. La raison de la tardive mise en évidence du quark Top est due à sa masse très importante qui impliquait des accélérateurs très puissants dont on ne disposait pas dans les années 1970 ni 1980. Aucune preuve de l'existence d'autres quarks lors d'expériences n'a été trouvée, de même aucune théorie ne prédit l'existence d'autres quarks. On peut donc dans cette situation considérer comme extrêmement probable qu'il n'existe pas d'autres quarks.

Les bosons sont des particules élémentaires qui véhiculent les quatre forces fondamentales. Mais ce n'est pas là leur définition. Nous avons d'un côté la famille des fermions qui inclut les leptons, quarks et baryons et de l'autre les bosons. La différence se situe dans le spin de ces particules. Il est nécessairement entier pour les bosons et demi-entier pour les fermions. Une autre différence importante entre fermions et bosons est que les fermions sont soumis au principe d'exclusion de Pauli alors que les bosons ne le sont pas.

Le principe d'exclusion énoncé par Wolfgang Pauli en 1925, stipule que deux fermions ne peuvent se retrouver au même endroit dans le même état quantique. Ce fait explique pourquoi il y a une organisation en niveau des électrons autour du noyau, de même que certains phénomènes astrophysiques concernant l'effrondrement des étoiles.

Par contre les bosons peuvent très bien s'agglomérer tout en ayant tous le même état quantique. Ce phénomène est exploité avec les photons (spin 1, donc entier) pour construire des lasers.

Le nom de boson vient du physicien indien Satyendranath Bose qui exprima ce principe pour les photons en 1920. Après une correspondance avec Einstein, ce dernier généralise les résultats de Bose en 1924 aux atomes. La théorie de Bose-Einstein prévoit (pour les atomes) qu'à température nulle les particules (ou atomes) se retrouvent dans le même état d'énergie. Cette théorie a permis de mettre en évidence la superfluidité (absence de viscosité) de l'hélium 4.

Comme on le voit, la notion de fermion et de boson n'est pas exclusive aux particules élémentaires et peut s'étendre aux atomes. On parle pour les atomes de comportement bosonique ou fermionique. Toutefois lorsqu'on parle de boson ou de fermion, on fait généralement référence aux particules élémentaires.

Pour les particules de type boson, on a :

• le photon (force électromagnétique)
• le graviton (hypothétique. force de gravitation)
• les bosons W-, W+, Z° (Force faible)
• 8 gluons (Force forte)
• Bosons de Higgs (hypothétique. Serait responsable de la masse des autres particules)

L'électron est un lepton. C'est une particule fondamentale dans les réactions chimiques. C'est la première particule à avoir été découverte.

Cette découverte commence avec Crookes qui découvre les rayons cathodiques dans un montage nommé tube de Crookes en 1879. En 1895, Jean Perrin démontre que le rayonnement cathodique est chargé négativement. Puis c'est J.J Thompson qui montre que ce rayonnement est constitué de particules de charge négative dont il calcule le rapport de la charge à la masse q/m. C'est donc lui qui découvre l'électron. Il faudra attendre l'expérience de Millikan en 1913 pour connaître la valeur de sa charge et donc sa masse.

Le neutron a été découvert par le physicien anglais Chadwick en 1932. En fait l'existence du neutron était soupçonné dès le début des années 20 par Chadwick et Rutherford, mais Rutherford pensait qu'il s'agissait d’une particule neutre association d'un proton et d’un électron. L'idée d'un neutron en tant que particule indépendante est née lors d'expériences de désintégration avec des éléments radioactifs et le résultat leur donnait une charge totale différente de la charge électrique. De là ils conclurent à l'existence d'une particule neutre ayant à peu près la masse du proton. Mais aucune expérience ne permettait à l'époque de mettre en évidence ce neutron.

Il fallut attendre que Chadwick ait vent d'expériences faites en France par Frédéric et Irène Joliot-Curie. Chadwick reprit l'expérience mais dans le but de trouver le neutron, alors que les Joliot avaient d'autres objectifs. Il réussit finalement à démontrer l'existence du neutron en 1932.

Le neutron a une masse très proche du proton, Masse du neutron / Masse du proton = 1.00015. Il est donc légèrement plus lourd. Il ne porte aucune charge. Il est composé de 2 quarks 'd' et d’un quark 'u'. Soit une somme de charge de 2*-1/3 + 2/3 = 0.

De par son absence de charge, le neutron ne réagit pas avec les autres particules chargées, ce qui le rend nettement plus pénétrant. Le neutron est fondamental dans les réactions nucléaires et leur contrôle que ça soit dans le domaine civil ou militaire.

Un neutron isolé a une durée de vie courte comparée au proton. Elle est en moyenne de 887 secondes. Bref, il n'aime pas être seul. Il se désintègre naturellement en un proton, un électron et un anti-neutrino électronique.

Le proton a été découvert en 1898 par Wilhelm Wien. Mais il y a un problème. Wien ne savait pas qu'il s'agissait d'un constituant de l'atome. C'était juste une particule dont il détermina le type de charge (positive) et le rapport de la charge à la masse (q/m), comme Thompson le fit pour l'électron. Toutefois la date d'apparition du mot proton n'est pas claire (fin des années 1910 environ). Ce nom a été utilisé par Rutherford suite à une expérience cruciale qui permit de mettre en évidence la particule découverte par Wien comme un constituant de l'atome. Rutherford réussit à briser des atomes d'azote produisant de l'hydrogène. Or l'hydrogène n'est constitué que d'un proton et d'un électron voire sans s'il est ionisé.

Le proton a une durée de vie extrêmement longue (> 10³⁰ ans). Malgré une masse bien plus importante que l'électron, il a une charge positive telle que charge proton = - charge électron.

Les neutrinos sont des leptons. Ils sont de charge neutre et on les nomme parfois lepton neutre. Nous connaissons 3 neutrinos. En fait à chaque lepton chargé : électron, muon, tauon, correspond un neutrino : neutrino électronique, neutrino muonique et un neutrino tauonique.

Les neutrinos sont très difficiles à détecter car ce sont les particules qui interagissent le moins avec la matière. On dit souvent, de manière imagée, qu'un neutrino peut traverser notre planète sans interagir. Ce n'est pas tout à fait vrai, mais avec son absence de charge et sa masse très très faible (donc très petit) les neutrinos sont de véritable fantômes. A propos de leur masse. Ce n'est seulement que depuis une dizaine d'années qu'on pense qu'ils en ont une. Mais on ne la connaît que de manière très approximative raison pour laquelle on ne précise qu'une limite supérieure. Seul le neutrino électronique est stable. Sa masse estimée est < 15 eV. Les autres sont instables avec une durée de vie très brève. Ils ont une masse de l’ordre de quelques MeV.

L'histoire de la découverte des neutrinos commence avec la désintégration beta. Normalement dans toute réaction, qu'il s'agisse de réaction chimique ou de désintégration, certaines propriétés sont conservées. Or dans la désintégration beta, il y avait plusieurs problèmes dont un défaut d'énergie. En 1931, Wolfgang Pauli suggéra que l'existence d'une particule indectable (pour l'époque) serait en cause et expliquerait ce défaut d’énergie. Enrico Fermi, lors de ses recherches sur les désintégrations, pris en compte l'hypothèse de Pauli et construisit un modèle prenant en compte cette particule hypothétique, qu'il nomma le neutrino (de l'italien : petit neutron car il s'agissait d'une particule neutre). Il faudra attendre 1956 pour que Frederik Reines et Clyde Cowan trouvent des traces d'un neutrino dans une réaction nucléaire. Il s'agissait du neutrino électronique. Le neutrino muonique est découvert en 1962. Le neutrino tauonique ne fut découvert que dans les années 1990.

Tout n'est pas encore connu concernant les neutrinos. Il faudrait d'abord avoir une meilleure connaissance de leur masse respective, ensuite on ne sait toujours pas s'ils disposent d'un moment magnétique (un des nombres quantiques). Par contre on est sûr qu'il n'y en a que 3. Comme à chaque neutrino correspond un lepton chargé, on a donc au total 6 leptons dans l'univers.

La principale théorie fondamentale que nous avons actuellement se nomme : modèle standard. C'est avant tout un conglomérat de deux théories plus anciennes, la chromodynamique quantique (CDQ) et la théorie électrofaible. Cette dernière est une unification des forces électromagnétiques et faibles, alors que la CDQ ne considère que la force forte. Toutes ces théories ont en commun d'être basées sur les concepts de la mécanique quantique et de la théorie des groupes (concept mathématique). Ce sont des théories complexes que le modèle standard unifie. Pour chacune des forces, le modèle standard prévoit que chaque force est véhiculée par un vecteur d'interaction qui se concrétise sous forme de particule : les bosons.

Toutefois malgré tous les efforts qui ont été faits, aucun modèle n'a réussi à unifier les quatre forces. Celle qui manque au modèle standard est la gravitation. Cependant selon le principe du modèle standard, la gravitation devrait aussi être véhiculée par une particule : le graviton. Les théories de la gravitation ne prévoient-elles pas un vecteur d'interaction ? C'est là tout le problème. Reprenons l'histoire des deux modèles de la gravitation. Le premier est celui de Newton qu'il publia en 1687. Ce modèle a un gros problème pour nous aujourd'hui. La force de gravitation est, selon ce modèle, instantanée. Or dans ce cas il n'est nul besoin d'avoir un vecteur d'interaction qui communique la force. Le second modèle est celui qu'Einstein publia en 1915 et qui se nomme la relativité générale. On ne trouvera pas non plus de vecteur d'interaction dans ce modèle car il est purement géométrique. Il est difficile d'imaginer qu'une particule courbe l'espace.

Le modèle standard est un bon modèle qui, malgré un certain nombre d'évolutions depuis les années 1960, a rendu de grands services. La plus grande interrogation que propose encore le modèle standard est le boson de Higgs, du nom du physicien dont les équations (mécanisme de Higgs) prévoient son existence. Ce boson aurait une masse énorme et serait responsable de la masse des quarks. Il n'a pas pu être découvert car de par sa masse il faut des accélérateurs très puissants (> TeraVolt). Ce sera peut-être le cas avec le futur LHC du CERN qui sera opérationnel en 2007.

Quelques mots sur la QED (Electrodynamique quantique). C'est une théorie élaborée au courant des années 1940 par d'importants physiciens dont Richard Feynman, S. Schwinger et Shinichiro Tomonaga. La QED est une théorie qui donne à l'électromagnétisme une forme quantique et relativiste. Elle explique comme interagissent des particules chargées électriquement en s'échangeant des photons. Elle est importante car les physiciens qui ont travaillé dessus ont résolu des problèmes très importants de physique mathématique et développé de nombreux outils et concepts. Tant la chromodynamique quantique que la théorie électrofaible s'en sont fortement inspirées.

Voilà j'en ai terminé avec les particules élémentaires. J'espère que cet article a permis de mettre un peu d'ordre dans les esprits car il faut bien le reconnaître, il n'est pas simple de s'y retrouver quand on commence à s'intéresser à ce sujet.

Si vous avez des corrections à apporter, n'hésitez pas à m'écrire. N'utilisez pas le forum pour ça, ça serait sans fondement une fois la correction apportée. Merci d'avance.

Introduction à la physique des particules
Robert Zitoun
Dunod

Les particules élémentaires
Que sais-je N°1293
PUF

Dictionnaire de la physique - atomes et particules
Encyclopaedia Universalis
Albin Michel