Je sors tout juste d´un partiel de physique des particules. Mon prof prepare des experiences pour le LHC.Je vais donc essayer de vous eclairer sur ce domaine.
Le but essentiel du LHC est de valider ce qu´on appelle dans ce domaine le modèle standard, qui dresse la listes des particules elementaires, et de ce qu´on appelle les bosons de jauge, c´est à dire les particules mediatrices des interactions fondamentale (le photon pour l´interaction electromagnetique, les W et Z pour l´interaction faible, et les gluons pour l´interaction forte entre quarks).
A l´heure actuelle les particules elementaires sont:
- les leptons (+antileptons): electron, muon, tau, + 3 neutrinos (+antineutrinos) associés à chacuns des leptons.
- les quarks: up(u), down(d), top(t), bottom(b), charme(c), etrange(s) (+ leur antiquarks)
Ce sont les quarks qui forment toutes les autres particules (excepté les leptons bien sur), c´est a dire; proton(uud), neutron(udd),.....(y´en a des centaines)
Le probleme aujourd´hui c´est qu´on ne comprends pas pourquoi certains quarks sont plus lourds que d´autres( par exemple up et down sont tres legers, alors que le charme ou le etrange sont tres lourds).
On ne comprends pas non plus pour pourquoi les bosons de jauge ont telle ou telle masse, surtout le Z et le W.Et notamment, depuis quelques années, on sait que l´interaction electromag et faible (celle qui provoque les phenomenes radioactifs), fonctionnent de la meme maniere, sauf que d´un coté le photon a une masse nulle, et de l´autre le Z et le W sont tres lourds. On appelle cela la brisure de symetrie electrofaible.
Ces masses pourraient trouver leur explication grace au boson de Higgs. Si on le trouve tel qu´il est prevu par le modele standard, alors cela validera ce modele.
Cependant, au cas ou on ne le detecte pas, ou bien on en detecte plusieurs, d´autres modeles sont deja prevus.
Le modele supersymetrique par exemple contient 6 bosons de Higgs, mais double le nombre total de particules (il y aurait les sleptons, les squarks, selectron, sprotons,etc...)
D´autres inconnues de la physique des particules concernent les leptons, comme l´electron. En effet, si on sait pourquoi un proton a une charge positive grace à sa constitution en quarks, on ne comprends toujours pas pourquoi l´electron a une charge qui est strictement la meme que le proton, mais negative.
Pour rappel, on appelle particules elementaire, une particule qui ne possede pas de structure interne. Jusqu´a maintenant, on n´a toujours pas pu observer de structure à l´interieur de l´electron et des quarks. Le LHC pourrait nous donner des grandes surprises et notamment montrer que l´electron n´est pas une particule elementaire.
Pour fixer les idées, le LEP, le père du LHC, avait une resolution de 10^-18 m, et meme a cette echelle (1000 fois plus petite que le noyau d´un atome), l´electron nous apparaissait toujours ponctuel.
Bref, que de belles choses à venir avec ce LHC.
Voila j´espere vous avoir un peu eclairer sur le sujet.
