Champs d'observation et laboratoire des fictions Intervention de Rémi Dall'Aglio avec les deuxième année, dans le cadre de l'atelier hybride 2007. ESPACE DOCUMENTAIRE |
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PHYSIQUE
FORMES EXPERIENCES DISPOSITIFS ET MACHINES
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L'interaction forte ou La colle super-gluon
L'interaction forte est responsable du confinement
des protons et des neutrons dans les noyaux atomiques( donc de la cohésion de la matière). Son intensité
est considérable et elle dominerait toutes les autres forces de
la nature si son rayon d'action n'était pas aussi minuscule (de
l'ordre de la taille des noyaux atomiques, soit 10-15
mètre). Cela explique que dans un noyau,
deux protons, de même charge Q positive, ne soient pas séparés
violemment par la force électromagnétique: l'interaction
forte est beaucoup plus puissante.
En fait, l'interaction forte s'exerce plus fondamentalement
entre les constituants des nucléons: les quarks (et les antiquarks).
De la même manière que l'interaction électromagnétique
n'agit que sur les particules possédant une charge Q non nulle,
l'interaction forte n'agit que sur les particules portant une caractéristique
baptisée "couleur". La théorie expliquant ce mécanisme
s'appelle la chromodynamique quantique (car chromo = couleur) ou
QCD.
La
chromodynamique quantique
Les quarks et les antiquarks sont donc caractérisés par une couleur:
N'imaginez
pas que ces particules soient colorées comme des boules de billard!
ce terme poétique de couleur a été imaginé
pour nommer une nouvelle charge qui ne concerne que l'interaction forte.
A noter que la famille des leptons (électron, muon,
tau et leur neutrino) est insensible à l'interaction forte et donc
ces particules sont non colorées.
Ils peuvent être de deux types différents:
Les antibaryons contiennent 3 antiquarks de 3 anticouleurs et obéissent
à la règle :
Les
gluons
L'interaction forte s'exerce par l'intermédiaire d'un boson ou particule médiatrice. Ce boson a été baptisé gluon et il en existe huit différents; chacun porteur d'une couleur et d'une anticouleur. Comme les photons, ils sont de masse nulle et comme le graviton, ils n'ont encore jamais été détectés. Un gluon est donc toujours associé à une couleur et à une anticouleur; lorsqu'il est échangé entre deux quarks, il va donc échanger les couleurs de ces derniers. Contrairement au photon médiateur qui ne change pas les charges Q des particules interagissantes, les gluons, eux, changent la couleur des quarks.
Pourquoi 8 gluons ?
Plus étonnant encore, vus de très près,
les quarks d'un nucléon semblent libres. En revanche, s'ils s'éloignent
les uns des autres, la force qui les lie augmente et ils ne peuvent sortir
du nucléon. Quarks et gluons sont confinés à l'intérieur
des baryons et des mésons. Donc deux quarks de couleurs différentes
sont d'autant plus attirés l'un par l'autre qu'ils sont éloignés
l'un de l'autre! C'est comme s'ils étaient reliés par un
élastique. c'est le confinement des quarks.
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