24 septembre 2003 Journee daccueil des collégiens Alain Blondel 1 = PHYSIQUE DES PARTICULES Savez vous ce quest une particule? …………….? Nous non plus! Université

24 septembre 2003 Journee d’accueil des collégiens Alain Blondel 1

=PHYSIQUE DES PARTICULES

Savez vous ce qu’est une particule?

…………….?

Nous non plus!

Université de GenèveDPNC

Département de Physique Nucléaire et

Corpusculaire


QUELQUES ECHELLES

homme 1,8 mètresmesure habituelle (vernier) 0,1 mm = 1/10 000 m 10 -4 mmicroscope 1 micron = 1/1 000 000 m 10 -6 m microscope électronique 1 atome = 1/10 000 000 000 m 10 -10 mphysique nucléaire 1 noyau = 1/1 000 000 000 000 000 10 -15 mphysique des particules …. 10 -18 m

De plus en plus petit:

De plus en plus énergique:

Lumière visible (0,6 microns): 2,5 électrons-volts électrons dans un tube de télévision 10000 électrons voltselectrons de LEP au CERN (2000) 100 000 000 000 électron-volts = 100 GIGA eV (GeV) protons du LHC au CERN (2005) 1 400 000 000 000 électron-volts = 14 TERA eV (TeV)

De plus en plus proche des origines de l’univers:

10 -18 m = 100 GeV = énergie par particule = 10-10 secondes après le BIG BANGBIG BANG



10-10 m Atome = noyau + électrons

10-15 m Noyau = protons+neutrons

<10-18 m protons et neutrons = 3 quarks

Quark upcharge 2/3

Quark downcharge -1/3

Electroncharge -1

Proton= 2 up + 1 down

Neutron=1 up + 2 down

Charge= Charge=

Nos amies les particules élementaires

Toute ressemblance avec des particules ayant rellement existé serait entièrement fortuite

Neutrino charge 0

Les quarks ne se rencontrent jamais seulstoujours en couple ou en ménage à trois:


Vous et moi sommes faits d’ électrons et quarksLes électrons et les quarks sont élémentairespour autant que nous sachions, ils n’ont pas de structure.

Les électrons et quarks se conservent dans les réactions chimiques et physiques. Leur nombre n’a pas varié depuisle commencement de l’univers, et ils nous survivront longtempsaprès notre mort….


3 familles de particules!

Les muons sont des particules très semblables aux électronsabondants dans les rayons cosmiques (chambre à étincelles!) instables (2,2 microsecondes) et 200 fois plus lourds que les électrons.

Muon = réplique de l’électron ????

e

e

d

u

Première famille

mc2=0.0005 GeV

mc2 ?=? 0.015 eV

mc2=0.005 GeV

mc2=0.003 GeV

0.015 eV

strange

charm

Seconde famille

0.106 GeV

0.200 GeV

1.5 GeV

beauté

top

Troisième famille

1,77 GeV

0.015 eV

5 GeV

mc2=175 GeV


Récemment la masse des neutrinos a été mise en évidence (1998-2002)

Pourquoi 12 ordres de grandeurs de différence entre les fermions?


Démarrage 2008 (pour votre diplôme/PhD)


Pourquoi ces masses, et pourquoi sont elles si differentes?

BOSON DE HIGGS?/Mécanisme de HIGGS?/SUPERSYMETRIE ou COMPOSITES?

Le HOLY GRAIL (ou l’Arlésienne?) de la physique des particules

Si nous avons posé la bonne question…..

LHC aura la réponse… --> ATLAS

Un grand mystere


Nos amies les (anti-)particules élementaires

E = m c2

L’énergie peut se transformer en masse (c.a.d. en particules)et réciproquement

Ce sont les expériences que nous avons faites au LEP!Et que nous ferons au LHC...

Accélérateur->

-> détecteurs

(100 GeV+100 GeV)LEP7000 GeV+7000 GeV LHC

ENERGIE

Particule + anti-particule



ATLAS

P (7 TeV)

P (7 TeV)

42 mètresDémarrage 2008 (pour votre diplôme/PhD)


ENERGIE



UN AUTRE MYSTERE…..

Il devrait y avoir autant de matière que d’anti-matière dans l’univers…où est passée l’anti-matière?

--> recherche d’anti-matière dans l’espace AMS

lancement 2006 données 2007


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