Arrêtons-nous quelques secondes pour un peu de terminologie....

Auteur: Laurence Tresse

Les particules élémentaires

remarqueDe la matière incassable...

Elles sont les plus petits constituants de la matière découverts à ce jour, c'est-à-dire non sub-divisibles en de plus petites entités. Elles sont des quanta de matière. Jusqu'içi, nous avons vu les électrons, les neutrinos et les quarks.

remarqueDe la matière connectée à distance...

Elles interagissent à distance selon leur masse, leur charge électrique, leur charge de couleur, leur saveur.

Les quanta d'antimatière (ou antiparticules élémentaires) ont la même masse, mais une charge électrique, une charge de couleur et une saveur opposée à leur particule jumelle de matière, elles subissent donc les mêmes forces.

remarqueDe la matière confinée fortement...

Un système constitué de trois quarks est un baryon, donc ce sont les nucléons (proton ou neutron) mais bien sûr pas les électrons, ni les neutrinos. Alors que la force forte confine toujours trois quarks, elle peut aussi confiner un quark et un antiquark, ce système est un méson.


L'état quantique des particules élémentaires

remarqueLeur état quantique détermine leur fonction...

Décrit par le spin, il détermine si les particules élémentaires sont soumises ou non au principe d'exclusion de Pauli qui ne s'applique qu'aux particules à spin demi-entier (par exemple, les électrons, les neutrinos, les quarks). Dans ce cas, les particules élémentaires sont des fermions, ils sont à la base de l'édifice de la matière. Nous verrons dans la deuxième partie, que d'autres particules élémentaires existent avec des spins entiers, ce sont des bosons, ils sont médiateurs des forces à distance entre les fermions, et permettent ainsi à la matière de se structurer.


Le groupe d'appartenance des particules élémentaires

remarqueLa force forte détermine leur groupe d'appartenance...

Les particules élémentaires qui subissent la force forte font partie de la famille des hadrons (par exemple les quarks).

Les particules élémentaires qui ne subissent pas la force forte font partie de la famille des leptons (par exemple les électrons, les neutrinos). Le nombre de leptons est conservé dans les réactions comme la radioactivité β-/β+ qui crée un couple de lepton-antilepton.


Tableaux récapitulatifs

Fermions (particules élémentaires de spin demi-entier)Masse Charge électrique Charge de couleur Saveur
Electron (e-)X XaucuneX
Neutrino électronique (νe)XaucuneaucuneX
Quark (q)XXXX
Forces subies par les fermionsElectronNeutrino Quark
Gravitéouiouioui
Electromagnétiqueouinonoui
Faibleouiouioui
Fortenon (lepton)non (lepton)oui (hadron)
Forces subies par les baryons (composés de 3 quarks)ProtonNeutron
Gravitéouioui
Electromagnétiqueouinon
Faibleouioui
Forteouioui