Les atomes, encore parfois présentés à tort comme plus petites unités de matière, sont constitués de fermions, « particules de matière », maintenus ensemble par des bosons, « particules de force ». Le noyau d'un atome est composé de protons et de neutrons.
Les protons et les neutrons, qui forment les noyaux atomiques, sont pour commencer composés de particules encore plus petites: les quarks. Lorsqu'on ajoute des électrons, un 3e type de fermion, autour de ces noyaux, on obtient des atomes. Une quatrième particule, le neutrino, reste solitaire.
La taille d'un nucléon est d'environ 10-15m, soit un millionième de millionième de millimètre ! Un quark est théoriquement une particule ponctuelle, elle ne doit donc pas avoir de taille... En tout cas, si les quarks ont une taille, elle est inférieure à 10-18m, soit au moins mille fois plus petit que le nucléon !
Le tau est un lepton chargé dont la masse est 3 536 fois celle de l'électron. Le muon et le tau sont instables et se décomposent rapidement après leur production lors de collisions entre particules.
Le noyau d'un atome est composé de particules appelées nucléons — des protons chargés positivement, et des neutrons électriquement neutres — fortement liées entre elles ; l'hydrogène 1H (protium) fait exception, car son noyau n'est formé que d'un proton seul, sans neutron.
Dans l'état actuel de la science, les quarks ne sont pas formés d'autres composantes, de sorte que ce sont les choses les plus petites que nous connaissions. En fait, ils sont si minuscules que les scientifiques ne sont même pas certains qu'ils aient une taille : ils pourraient être incommensurablement petits!
Ces préons sont des fermions, des particules de matière. Chaque quark ou lepton est une combinaison de trois préons. Deux préons de charge +1/3 et un de charge nulle, par exemple, constituent un quark u, alors que l'antiquark u– est formé de deux préons de charge –1/3 et d'un de charge nulle.
Le terme « particule de Dieu » a été inventé par le physicien Leon Lederman en 1993 dans son ouvrage de vulgarisation scientifique The God Particule: If the Universe Is the Answer, What Is the Question? La particule à laquelle le titre fait référence est le boson de Higgs.
Bref, le photon échappe à tous les phénomènes qui témoignent de la présence d'une masse au sens classique, ce en dépit des tentatives expérimentales menées pour la détecter. Donc, jusqu'à preuve du contraire, le photon n'a pas de masse, sans que cela contredise sa nature énergétique.
Un ion est un atome, ou un groupe d'atomes, ayant perdu ou gagné un ou plusieurs électrons : Un ion négatif (anion) a gagné des électrons, Un ion positif (cation) a perdu des électrons.
fromage blanc nm. Quark mit Schneebesen mit Zucker und Vanillin. Fouet au fromage blanc avec du sucre et de la vanilline.
un électron (511 keV/c2), la particule élémentaire la plus légère avec une masse au repos mesurée différente de zéro.
Boson de Higgs.
Ce dernier est considéré par les physiciens comme la clef de voûte de la structure de la matière, en quelque sorte la particule élémentaire qui donne leur masse à toutes les autres. Son existence avait été postulée dès 1964 par des scientifiques.
Le champ de Higgs permet de préserver la symétrie à haute énergie et d'expliquer la brisure de la symétrie à basse énergie. Il est responsable de la masse des bosons électrofaibles, mais interagit aussi avec les fermions (quarks et leptons), qui acquièrent ainsi une « masse ».
Ces particules, électron, proton et neutron sont les « briques » qui composent la matière. Elles sont présentes aussi bien au niveau microscopique (atome, molécules et ions) qu'au niveau macroscopique (astres, organismes vivants...)
La matière est composée de petites particules invisibles et indivisibles appelées atomes. Les atomes d'un même élément sont identiques. Ils ont les mêmes propriétés et la même masse. Les atomes d'éléments différents ont des propriétés et des masses différentes.
Sans en donner la valeur absolue, les scientifiques de KATRIN viennent toutefois d'annoncer un résultat important : la masse des neutrinos ne dépasse pas 0,8 eV (électronvolts, soit 1,4x 10-36 kg), selon l'article publié dans la revue Nature Physics.
Le photon est cependant sans masse. Les expériences sont compatibles avec une masse inférieure à 10−54 kg, soit 5 × 10−19 eV/c2 (des estimations antérieures plaçaient la limite supérieure à 6 × 10−17 eV/c2 et 1 × 10−18 eV/c2) ; on admet généralement que le photon a une masse nulle.
La vitesse d'un photon étant égale à c, on a donc p = mc = hν/c d'où m = hν/c2. Qui a dit que la masse du photon était nulle !
Les bosons vecteurs sont les particules qui véhiculent les interactions fondamentales. En particulier, ils permettent d'assembler les particules de matière pour former des particules composites.
Le nombre d'Avogadro, symbolisé NA , correspond au nombre de particules qui se trouvent dans une mole, soit 6,022×1023 6,022 × 10 23 particules. C'est au début du 20e siècle que le nombre d'Avogadro a été déterminé par un chimiste du nom de Jean Perrin.
Aux premiers instants après le Big Bang sont apparues les premières particules que sont les protons, les neutrons et quelques électrons. Ce n'est qu'ensuite que des noyaux plus complexes comme ceux d'hydrogène, de deutérium, d'hélium ou de lithium se sont formés.
A L'INTÉRIEUR DE L'ATOME
Dans le noyau de l'atome se trouvent les protons (chargés positivement) et les neutrons (non chargés), tandis que les électrons (chargés négativement) sont localisés autour du noyau.
Les quarks sont liés entre eux dans les hadrons par l'échange de particules sans masse analogues au photon des forces électromagnétiques, les gluons. Dans les années 1960, cette réalité était loin d'être évidente pour la plupart des physiciens des particules élémentaires.