Le Modèle Standard

"L'être humain est un amalgame de particules doué de raison" (Fred Vargas)

Le modèle standard permet de répertorier les particules élémentaires également appelées particules fondamentales dans un tableau. Celles-ci composent l'ensemble de l'Univers, et dans un premier temps les atomes. En effet, bien qu' "atome"(du grec: "ἄτομος", átomos) veuille dire: insécable, ils sont pourtant bien divisibles...

Dans le modèle standard, ces particules y sont classées par catégorie, les fermions et les bosons. Dans la catégorie des fermions, nous retrouvons les quarks et les leptons, eux-même classé par génération (c'est-à-dire par ordre d'apparition dans l'Univers et par abondance, représentés par les couleurs jaune, verte et violette, dans l'illustration ci-dessous). Puis, dans la catégorie des bosons, se trouve les bosons de jauge et le fameux boson de Higgs...

Les Quarks:

Les quarks (également appelés saveurs) sont de 6 sortes. Les quarks Up et Down sont les plus courants, ce sont eux que nous retrouvons dans le proton (2 Up et 1 Down) et le neutron (1 Up et 2 Down). Ils possèdent tous une charge électrique fractionnaire (Up, Strange, Top : +2/3 et Down, Charm, Bottom: -1/2). Ainsi, cela explique pourquoi le proton est de charge électrique +1 et le neutron de charge 0. En fait, ce n'est qu'une simple addition de fractions.

Les Leptons (du grec: "λεπτός, leptós" signifiant "léger"):

Tout comme les quarks, il existe 3 saveurs de leptons. Chaque saveur est associée à une pair de particules appelés "doublet faible" (l'électron et le neutrino électronique, le muon et le neutrino muonique, et pour finir le tau et le neutrino tauique).

Les Bosons de jauge:

Les bosons sont particuliers étant donné qu'ils véhiculent diverses interactions (ce sont des vecteurs): le photon est le vecteur de l'interaction électromagnétique, le gluon, celui de l'interaction forte, le boson Z, celui d'une forme de l'interaction nucléaire faible, l'interaction électrofaible et enfin les bosons W+ et W- sont des vecteurs de l'interaction nucléaire faible.

Le Boson de Higgs:

Le boson de Higgs est la particule élémentaire la plus récemment découverte au CERN (Conseil Européen de Recherche Nucléaire), c'était en 2012. Cette particule a pour propriété de donner de la masse à toutes autres particules.

L'Antimatière:

Si nous voulons que le modèle standard soit le plus complet possible, il ne faut pas omettre d'y inclure l'antimatière. L'antimatière est un ensemble d'antiparticules, des sortes des doubles de la matière ordinaire mais possèdent une charge électrique opposée. Pour signifier qu'il s'agit d'une antiparticule et non pas d'une particule ordinaire, il suffit de rajouter "anti-" devant le nom de cette particule (attention, pour qu'il n'y est pas d'erreurs de compréhension, l'antiparticule de l'électron peut aussi se nommer "positron"). Sous forme d'abréviation, on rajoute un petit trait sur le symbole correspondant à la particule.

La Supersymétrie (abrégé anglais: SuSy):

La supersymétrie est un prolongement du modèle standard. Effectivement, les superparticules seraient une réplique des particules ordinaires mais cependant, possédant une masse considérablement plus importante. Pour la noter, la plupart du temps, on rajoute un "S" devant le nom de cette particule supersymétrique (voir l'illustration ci-dessous). Sous forme d'abréviation, on rajoute une petite vague sur le symbole correspondant à la particule.

Quelques définitions:

- Hadron: Un hadron est une particule constituée de quarks. Il en existe 2 sortes: les Mésons et les Baryons (voir l'illustration ci-dessous).

- Méson (du grec "μέσον, meson" signifiant "moyen"): Un méson est une particule composite (en d'autre terme, non élémentaire) constituée d'un nombre pair de quarks ou d'antiquarks.

- Baryon (du grec "βαρύς, baris" signifiant "lourd"): Un baryon est une particule elle aussi composite comportant 3 quarks.

- Graviton: Le graviton est une particule théorique qui ferait parti de la catégorie des bosons, le graviton serait chargé de véhiculer la gravité. Ainsi, jamais une particule pouvant être un vecteur de cette interaction n'a été observé.

- Tachyon (du grec "ταχύς, tachǘs" signifiant "rapide"): Le tachyon est une particule hypothétique dont les principales caractéristiques sont d'avoir une vitesse supérieure à celle de la lumière (dans le vide) et une énergie qui diminue lorsque sa vitesse augmente.

Pour aller plus loin: Les équations clefs de la physique (11#) de CEA recherche: (https://www.youtube.com/watch?v=b09qyIHfEMU)

Sources: Futura-Sciences (https://www.futura-sciences.com)

La science en un instant de Jennifer Crouch, des éditions Contre-Dires

Passeport pour les deux infinies, des éditions Dunod

CERN (https://home.cern/fr)