LE MODELE STANDARD

ou

Et si on récapitulait ?








Maintenant que nous avons fait le tour de toutes les particules élémentaires de matière (fermions) et des particules vecteurs (bosons) des 4 forces fondamentales de l'Univers, nous sommes en mesure d'en faire la synthèse. Cette synthèse des connaissances actuelles, sans doute provisoire, s'appelle le modèle standard.
Ce modèle s'appuie sur la physique quantique et la relativité et bénéficie d'un très large consensus dans la communauté des physiciens des particules. Il utilise un formalisme mathématique très élaboré et très hermétique pour le non-spécialiste. La puissance de ce formalisme vient de ce qu'il a permis de prédire l'existence de particules (par exemple les bosons intermédiaires) qui ont été découvertes expérimentalement par la suite. L'électrodynamique et la chromodynamique quantique font partie de ce modèle et permettent d'expliquer toutes les interactions sauf la gravitation (le graviton n'a jamais été détecté).

Ce modéle permet donc d'expliquer tous les phénomènes observables à l'échelle des particules.
On peut le résumer par deux tableaux:
 
 
 

FERMIONS: particules de matière  Spin = 1/2...
QUARKS
Q =  2/3		 quark up            u quark charm          c quark top                 t
QUARKS
Q = -1/3		 quark down         d quark strange         s quark bottom          b
LEPTONS
Q =  -1		 électron              e- muon                  m- tau                        t-
LEPTONS
Q =  0		 neutrino
électronique        ne		 neutrino
muonique          nm		 neutrino
du tau                 nt

Autre tableau FERMIONS

Nous avons donc 12 particules élémentaires auxquelles il faut ajouter les 12 antiparticules correspondantes = 24 particules élémentaires .
 
 

BOSONS: particules médiatrices d'interaction Spin = 1...
Boson interaction portée intensité acteurs charge sensible
graviton ? gravitationnelle infinie 10 -38 toutes les particules masse,
énergie
photon électro-
magnétique		 infinie 10 -2 tous les fermions
sauf neutrinos		 charge Q
électrique
8 gluons forte 10 -15 m. 1 tous les quarks charge de
couleur
3 bosons:
W+ W- Z0		 faible 10 -18 m. 10 -7 tous les fermions charge faible

Autre tableau BOSONS

Nous avons 13 bosons auxquels il faut ajouter les antibosons correspondants.
Rappelons que le photon est sa propre antiparticule et que le graviton reste hypothétique.

N.B.:A ce dernier tableau regroupant tous les bosons, il convient d'en rajouter un: le boson de Higgs qui est également le plus mystérieux de tous. Nous en parlerons dans le chapître traitant de la Grande Unification!
 

Le modèle standard décrit donc finalement une cinquantaine de particules véritablement élémentaires.

Le Modèle Standard n'est sans doute pas la théorie ultime de la matière: ce n'est que la synthèse actuelle de nos connaissances sur la matière.


Source : CD-Rom "le défi de l'Univers"

Le grand rêve des physiciens est de simplifier ce modèle: