MATIÈRE ET ÉNERGIE : LES PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - EQUIVALENCE MASSE-ENERGIE - LES THEORIES UNITAIRES

« 100 ~ ..............................................

------ ················ ············ Jt.

•• • •••••••• .

.

.

.

.

e 100 ~l r .

t ~ e -------········· : ..............

~ t ,,_ 1t Fl11.

1.

- Découverte du méson Il : le méson Il, principal responsable dea toreas nucléaires, n'a été découvert qu'en 1947, dana une émulsion photographique envoyée è haute altitude, et elnal soumise pendant quelques heurea au flux lntenae de protons du rayonnement cosmique primaire.

La photographie a) représenta l'événement observé par Lattes, Orchlallnl et Powell: la particule de gauche (1r) s'arrête et donne nal ..

ance à une autre particule (IL) qui s'arrête à eon tour en créant un électron .

L'événement b), observé en 1949, dana une plaque sensible au minimum d'Ionisation, confirme cette Interprétation.

devant avoir un support matériel , le support des forces électromagnétiques par exemple, étant le photon, il fallait définir un ensemble de par­ ticules , supports matériels des forces nucléaires .

L'électron , d'abord proposé pour expliquer la cohésion des protons et des neutrons, ne conve­ nait pas en raison de sa masse trop faible; les calculs effectués par le japonais H.

YuKAWA en 1935, prédisaient l'existence d'une nouvelle par­ ticule de masse intennédiaire entre celle de l'électron et celle du proton, le méson.

Une théorie plus complète de l'échange de méson, proposée plus tard par N.

KEMMER, prévoyait trois sortes de méson, de charge électrique respective + e, o, et - e.

En 1947, le méson pi fut découvert dans les rayons cosmiques; Par la suite le pi+, le pi• et le pi· furent identifiés : le pi· est l'antiparticule du pi+, et le pi• est sa propre antiparticule; les mésons pi jouent un rôle fondamental dans les réactions entre particules .

Cette découverte ne mettait pas pour autant un point final à la liste des particules, car d'autres étaient découvertes dans le rayonne­ ment cosmique, et, depuis, les différentes expériences réalisées avec les accélérateurs por­ taient le nombre de particules répertoriées à près de deux cents.

CLASSIFICATION DES PARTICULES FONDAMENTALES L'historique précédent a été arrêté au moment où le nombre de particules découvertes mon­ trait qu'aucune théorie ne pouvait encore expli­ quer la constitution de la matière.

Parmi toutes les particules connues à ce jour, il est admis que certaines jouent un rôle plus fondamental; ce sont celles qui font l'objet de ce paragraphe .

Leur classification repose sur leur masse, qui se trouve être un très bon critère, car les particules fondamentales jouant un rôle com­ mun ont des masses voisines.

Ces masses ne sont généralement pas exprimées en unité MKSA (lkilogramme) en raison de leur valeur extrême­ ment faible : la masse de l'électron est 9,1 10 · 11 kg, celle du proton 1,67 X 10·" kg, celle de la particule la plus lourde observée environ 6-10 · '' kg.

Pour définir une unité plus pratique, il a été fait appel à la célèbre rela­ tion d'EINSTEIN, liant la masse à l'énergie par : E = mc ', E étant l'énergie , rn la masse, et c' le carré de la vitesse de la lumière dans le vide.

c étant égal à 3.10 8 m/s, l'énergie équi­ valente à la masse de l'électron est alors 8.10 ·'• Joules, ce qui est encore très petit.

Le. »