Au commencement de l'Univers, avant la formation du champ de Higgs, les particules ne comportaient aucune masse. Elles se déplaçaient donc à la vitesse de la lumière. Puis, les bosons de Higgs sont apparus, ralentissant les particules et leur donnant une masse.
Lorsqu'une particule élémentaire interagit avec le champ de Higgs, elle acquière sa masse. Actuellement, l'on suppose que le mécanisme BEH confère leur masse aux leptons (électrons, muons, neutrinos…), aux quarks et aux bosons W/Z.
La masse est le facteur qui freine la possibilité de se déplacer d'une particule de matière. Un corpuscule "sans masse au repos" signifie que le corpuscule se déplace en ligne droite à la vitesse de la lumière c.
Le boson de Higgs, quantum du champ de Higgs, confère une masse non nulle aux bosons de jauge de l'interaction faible (bosons W et boson Z), leur conférant des propriétés différentes de celles du boson de l'interaction électromagnétique, le photon.
A quoi sert le boson de Higgs? Le boson de Higgs est un élément central du «Modèle standard», la théorie qui éclaire la structure fondamentale de la matière et la formation de l'univers. Cette théorie est aux physiciens ce que la théorie de l'évolution est aux biologistes.
Le boson de Higgs est surnommé, au grand dam des scientifiques, la “particule de Dieu”, celle qui donne à la matière sa masse. C'est une très petite particule que les chercheurs ont longtemps supposée comme existante.
L'expression vient du livre du prix Nobel Leon Lederman, « The God Particle ». L'ouvrage de ce scientifique américain est consacré à la physique des particules et à la quête ultime de cette discipline : la découverte du boson... L'expression vient du livre du prix Nobel Leon Lederman, « The God Particle ».
Les particules ayant un vecteur d'état complètement symétrique sont les bosons, tandis que celles ayant un vecteur d'état complètement antisymétrique sont les fermions. Cette approche n'est pas limitée au cas de deux particules et peut être généralisée à un nombre quelconque de particules.
Dans l'hypothèse proposée en 1964, il s'agissait d'un nouveau type de champ présent dans tout l'Univers et donnant une masse à toutes les particules élémentaires. Le boson de Higgs est une onde à l'intérieur de ce champ. La découverte du boson confirme l'existence du champ de Higgs.
Il est possible de stocker des particules d'antimatière chargées, telles que les antiprotons, en utilisant des pièges électromagnétiques qui confinent les particules à l'intérieur d'un champ magnétique de manière à ce qu'elles ne s'annihilent pas au contact d'autres particules.
On obtient la masse de l'atome (m) en multipliant le nombre de nucléons (A) par la masse (m) d'un nucléon. Il faut donc d'abord déterminer combien de nucléons composent notre atome. Ce chiffre est indiqué en haut à gauche dans la représentation symbolique du noyau de chaque atome.
Les protons et les neutrons sont eux-mêmes formés de quarks. 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.
Or, un photon n'a pas de masse au repos car il n'est jamais au repos : sa vitesse, qui vaut 299 792 458 mètres par seconde (c), est constante quelle que soit son énergie (couleur). Il ne sera ni accéléré ni freiné par un champ de gravité ; celui-ci modifiera son énergie mais pas sa vitesse.
La matière qui nous entoure est composée de particules élémentaires, plus petites que les atomes. Ces « briques » microscopiques sont définies par plusieurs propriétés : une masse : une particule est plus ou moins « massive ».
Les fermions forment la matière telle que nous la connaissons, c'est-à-dire composée d'atomes. Les protons et les neutrons, qui forment les noyaux atomiques, sont pour commencer composés de particules encore plus petites: les quarks.
L'antimatière n'existe qu'en quantités infimes dans l'univers local, soit dans les rayons cosmiques, soit produite en laboratoire. Les travaux sur l'antimatière consistent en grande partie à expliquer la rareté de l'antimatière par rapport à la matière.
Mais alors, pourquoi l'électron ne tombe-t-il pas sur le noyau? Parce que l'électron est en mouvement: la force centrifuge qui en résulte compense exactement la force d'attraction électrique. Au delà de cette orbite, l'électron n'est plus lié à l'atome: il est libre.
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 !
boson. Particule obéissant à la statistique de Bose-Einstein. (Les bosons ont un spin entier. Les mésons, les photons, le noyau d'hélium 4 sont des bosons.)
On peut citer deux sources d'antimatière au niveau de la Terre : la radioactivité naturelle et les rayons cosmiques.
Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) est le plus puissant accélérateur de particules jamais construit. Il se trouve au CERN, l'Organisation européenne pour la Recherche nucléaire, dans un tunnel situé à 100 mètres sous terre, de part et d'autre de la frontière franco-suisse, près de Genève (Suisse).
L'objectif premier d'un accélérateur est de communiquer de l'énergie à des particules et de provoquer leurs collisions afin d'étudier leurs natures et leurs propriétés. C'est l'étude des constituants élémentaires de la matière.
La matière est constituée d'atomes ou de molécules (assemblage d'atomes). Les atomes sont entre cent mille et un million de fois plus petits que le diamètre d'un cheveu (10-10m) et constituent les briques élémentaires qui permettent de différencier un élément chimique d'un autre.
Définition de mie
Partie molle à l'intérieur du pain. La croûte et la mie.