La Physique des Particules et ses enjeux

La Physique des Particules etses enjeux

Conférence à l’UniversitéNationale de Hà Nôi

Trân Minh TâmEcole Polytechnique Fédérale de Lausanne

(Suisse)

Physique desParticules Hà Nôi, Fév. 2003 2

Un voyage au travers de laPhysique des particules

Au début du XXème siècle : La matière, l’atome, la lumière, la radioactivité, les questions.

Les forces fondamentales, les symétries Les particules de nos jours Les théories de jauge, base de la Physique des particules Le modèle standard, ses succès Les questions actuelles

Le LHC, futur accélérateur du CERN, les défis techniques. Le lien entre Physique des particules et Cosmologie.

En guise de conclusion


Au début du XX siècle

Au début du XXème, on connaissait : Les états de la matière. L’atome (Démocrite), les molécules, les cristaux. La lumière, les RX (Roentgen). La radioactivité (alpha, bêta, gamma). Les électrons (Thomson). Avec les ions, on

savait que la masse des électrons est < 1/1000celle de l’atome.


Au début du XX siècle:Images de l’atome

J.J. Thomson découvrel’électron, mesure le rapporte/m (1897) et donne unepremière image de l’atome.

Rutherford mesure la diffusiondes α sur l’or (1909) : le noyauatomique a un diamètre dequelques femtomètres 10-15 m.

Rutherford


Au début du XX siècle:Deux problèmes

La vitesse de lalumière est constante:en contradiction avecle sens commun.

Sera résolu avec larelativité restreinte.

Les interactions de lalumière avec la matière :problème du rayonnementdu corps noir.

1900 : quantification del’émission et de l’absorptionde la lumière (Planck).

Début de la MécaniqueQuantique.


Les forces fondamentales

C’est une très grande beauté de la Physique quede pouvoir montrer que les phénomènes de lanature peuvent être attribués à 4 forces :

la force électromagnétique, la force nucléaire « forte », la force faible, la force gravitationnelle.


La force électromagnétique

De loin la mieux connue : longue portée, intensitécaractérisée par la constante de structure fineα = 1/137 = e2/(h/2")c.

-> peut être un modèle pour les autres forces. Origine : la charge électrique. Charges en mouvement -> champs magnétiques. Charges accélérés -> champs électromagnétiques. Equations de Maxwell !


La force nucléaire forte (1) 1932 : découverte du neutron par

Chadwick. Pour garder n et p dans le noyau, la

force nucléaire : -> doit vaincre la répulsion coulombienne

(-> forte !), -> doit être de courte portée, -> doit être indépendante de la charge

(noyaux miroirs) : il existe une symétrie(interne) entre protons et neutrons !

Heisenberg : n et p sont 2 états d’unemême particule pour l’interaction forte.

00.48

4.63

6.687.46

MeVMeV

00.43

4.57

6.737.21

5/2

3/2 3/21/2 1/2

7/2 7/2

5/2 5/25/2

JJ

Li73 Be

74

P = - 1 P = - 1

Noyaux miroirs

-> notion d’isospin.


La force nucléaire forte (2)

Désintégration des noyaux : -> force forte à courte portée, -> stabilité du noyau ≈ équilibre

entre force forte et forcerépulsive électrique.

Maximum de liaison : Fe56. Désintégration α : noyau He4,

très lié, passe la barrièrepotentielle par effet tunnel.

Energie de liaison par nucléon

6

6.5

7

7.5

8

8.5

9

0 50 100 150 200A

B(Z,

A)


La force faible

Responsable de la désintégration β des noyauxqui diminuent ainsi le nombre de leurs nucléonsexcédentaires.

Spectre β continu -> (Pauli 1930) -> 3ème particule très légère émise : le neutrino, -> spin du neutrino : 1/2, -> le neutrino interagit via la force faible puisque

la force forte n’agit pas dans la désintégration β, et le neutrino n’est pas chargé.


Les symétries

Les symétries sont fascinantes dans le mondemacroscopique (cristaux, ailes de papillons…).

En Physique des particules, les symétries sont liées à ladynamique des systèmes étudiés, nous allons le voir.

Les symétries sont décrites par une branche desMathématiques appelée « Théorie des groupes ».

Nous allons passer en revue les diverses symétries.


Les symétries d’espace et de temps Les lois de la Physique peuvent être formulées dans un

système de référence donné. Cependant, ces lois doivent être indépendantes du

choix du référentiel, c.à.d. des transformationsnécessaires pour le passage d’un référentiel à l’autre.

Théorème de Noether : invariance sous une translation temporelle -> conservation de E, invariance sous une translation d’espace -> conservation de p, invariance sous une rotation -> conservation du moment

cinétique.


Les symétries discrètes

En Physique des particules, nous avons en plus destransformations d’espace-temps, des symétries discrètresqui nous renseignent la possibilité ou non d’une réaction: La parité (ou inversion d’espace) P ψ(x,t) = ψ(- x,t) La conjugaison de charge C transforme particule en antiparticule;

exemple, s’il y a symétrie sous C de la physique sous-jacente, e- p -> e- p est identique à e+ p -> e+ p

Le renversement du temps T est obtenu en faisant s’écouler letemps à l’envers, c.à.d. en inversant la réaction; exemple, s’il y ainvariance sous T, π-p -> γ n a la même probabilité que γ n -> π-p.


Les symétries discrètes On peut aussi considérer une succession de

transformations discrètes, par ex. CP : On applique la transformation P à un système de particules,

puis la transformation C. Nouveau système d’antiparticules dans un référentiel inversé.

Si la Physique qui gouverne l’évolution des 2 systèmesest invariant sous CP, les 2 systèmes se comporterontexactement de la même manière.

On pense que les lois de la Physique sont invariantessous CPT (Théorème).


Les symétries internes Nous avons vu un exemple de symétrie interne lors de

la discussion des noyaux miroirs : l’interaction forteentre nucléons (proton ou neutron) est indépendante dela charge.

Il s’agit ici de la symétrie neutron-proton, une symétrieinterne des nucléons.

Nous allons aussi voir d’autres particules caractériséespar des nombres quantiques nouveaux (étrangeté,charme, beauté, …) qui permettent de les classer endes ensembles présentant des symétries internes.


Les symétries dynamiques Symétries espace-temps <->

conservation de p, E et de J. Mais il existe d’autres lois de

conservations, comme celle de lacharge électrique.

Mathématiquement, pour avoir laconservation de la charge, leLagrangien doit être invariantsous une transformation dephase de la fonction d’onde.

1) ψ(x) décrit la fonction d'onde2) L'interaction est décrite par leLagrangien L(ψ)3) Un groupe de transformationschange la phase de la f.o. G ψ(x) = ψ*(x) G L(ψ) = L(ψ*)4) Invariance ⇒ L(ψ) = L(ψ*)

Ceci limite les possibités de la forme du Lagrangien L

ψ(x) ψ∗(x)

x


Les particules de nos jours

La matière est composée de 3familles de quarks et de leptonsgroupés en doublets.

Les leptons n’ont pasd’interaction forte.

Les neutrinos n’ont que desinteractions faibles.

Les quarks et les leptonschargés ont des interactionsélectromagnétiques et faibles.

Charge des quarks : 2/3 et -1/3Charge des leptons : 0 et -1Proton : (uud) neutron : (ddu)

ud


Les doublets

Quarks et leptons apparaissent en couples. De même qu’Heisenberg avait proposé la symétrie p-n, on

doit maintenant parler de symétrie u-d . -> isospin des quarks : un vecteur isospin dans l’espace

interne des quarks fixe la nature du quark et la rotationde ce vecteur donne la transformation d’un quark u en det inversément.

De même, le vecteur isospin dans l’espace interne desleptons détermine la nature du lepton : e ou νe, µ ou νµ …


Les théories de jauge, base de laPhysique des particules (1)

Le tableau de particules avec les interactions discutées permetd’expliquer tous les phénomènes sub-nucléaires.

Cependant, les physiciens ont compris qu’il existe une relation plusprofonde entre forces et matière : la matière n’est pas làuniquement pour que les forces s’y exercent!

Toutes les forces qui sont apparues dans les transparentsprécédents peuvent être déduites d’un même principe de symétriede la matière, qu’on appelle « principe d’invariance de jauge locale ».

Ce principe est lié à une symétrie dans l’espace interne des quarkset des leptons.



Heisenberg : n et p sont 2 états dunucléon (introduction de l’isospin).

-> pour l’interaction forte, rien nechange si on fait tourner tous lesvecteurs isospin de l’Universglobalement d’un même angle.

Que se passe-t-il si on considère unerotation d’un angle différent enchaque point de l’espace ?(C.N. Yang et R.L. Mills 1954).

proton neutron

Symétrie interne des nucléons

Rotation « locale »



Yang et Mills conclurent que la demande d’invariance ne peut êtresatisfaite que s’il existe des « messagers » transportant d’un pointà un autre de l’espace l’information que le vecteur interne d’uneparticule a tourné.

C’est le principe d’invariance de jauge locale. Appliqué aux interaction é.m. et faibles, ce principe est à la base

du modèle standard électro-faible. Le modèle standard prédit la masse des messagers W± , Z0 , ce

dernier étant le boson intermédiaire des interactions faibles àcourant neutre.


Les théories de jauge,exemple de la QED

Pour l’électromagnétisme, on peutchanger la phase de la f.o. de laparticule chargée globalement.

Si nous demandons une invariance dejauge locale,

le lagrangien n’est plus le même. Introduction du photon : l’invariance

de jauge locale est rétablie etimplique la présence d’un boson dejauge sans masse : le photon.

Symétrie de jauge -> conservation dela charge électrique.

G L(ψ) --> L(ψ*)exprime que les lois de laPhysique sont indépendantesdes conventions de phase.

G(x) L(ψ) --> L*(ψ*) L ≠ L* ! G(x) L(ψ,A) --> L(ψ*,A*)

A est le 4-vecteur du champélectromagnétique.


Le modèle standard On recherche une théorie invariante de jauge localement pour les

interactions faibles, électromagnétiques et fortes. La complication, par rapport à la QED, est que les bosons de jauge

de l’interaction faible sont massifs. La brisure spontanée de la symétrie du vide et le mécanisme de

Higgs permet de donner une masse aux bosons intermédiaires del’interaction faible et de garder le photon sans masse.

Ce faisant, on a introduit des bosons de Higgs dont le couplageavec les particules leur donne leur masse.

Pour les interactions fortes, les bosons de jauge, les gluons,servent de messager de la force forte entre les quarks et entreeux-même. La « charge forte » est ici la « couleur ».


La brisure spontanée de symétrieet le mécanisme de Higgs (1)

Il existe souvent en Physique desthéories symétriques qui ont dessolutions asymétriques.

En Théorie quantique, les particules sontdécrites par des champs. Le niveaufondamental (état dans le vide)correspond au minimum d’énergie.

Considérons un doublet Φ = (φ1, φ2)(analogue au nucléon N = (p, n)) et unpotentiel d’interaction U(Φ) entre φ1 etφ2 de la forme dessinée.

Demandons l’invariance de jauge locale.

Invariance de jauge locale (rotation dans l’espace Φ) -> introd de particule de jaugeLagrangien : L(φ1, φ2, A).

U ( Φ )

1φ

1φ' 1= φ

2φ

2φ'2= φ - R


La brisure spontanée de symétrieet le mécanisme de Higgs (2)

A transporte l’information (φ1, φ2)d’un point à un autre.

Nous pouvons redéfinir les champspour être dans un état de minimumd’énergie φ1'= φ1 et φ2’ = φ2 - R

Pas de changement de physique !On obtient comme résultat : φ2’ acquiert une masse prop. à R φ1’ disparaît La particule de jauge A a une

masse proportionnelle à R. La symétrie initiale est brisée !

G(x) L(φ1, φ2, A) -> L(φ∗1, φ∗2, A*)Invariance de jauge locale. À cepoint, la particule de jauge A n’apas de masse.

Brisure spontanée de symétrie L(φ1, φ2, A) ≡ L(φ1', φ2', A) Le nombre de degrés de liberté

(d.l.) est conservé: Φ : 2 d.l., A : 2 d.l. (sans masse) φ2’ : 1 d.l., A : 3 d.l. (A massif) Φ est la particule de Higgs


Les particules prennent une masse ! Nous venons de voir comment les particules de jauge acquièrent une

masse. Nous devons aussi introduire dans le Lagrangien lesinteractions de la particule de Higgs avec les particules ordinaires :cette interaction leur donne leur masse. Cette interaction estcependant mal connue.

Analogie 1 : Dans un grande salle, se tient une réunion de députés; cesderniers sont répartis uniformément dans la salle et discutent. Arrivele premier ministre : les députés qui sont près de lui l’entourent pourlui parler. Le premier ministre doit développer une force plus grandepour se déplacer : tout se passe comme s’il avait pris de la masse !

Analogie 2 : viscosité sur une particule traversant un liquide visqueux-> plus l’interaction est grande, plus la particule semble massive !

La découverte de la particule de Higgs est donc essentielle !


Succès et faiblesses du modèle Le modèle standard a 18 paramètres libres, dont la

constante de couplage α et l’angle de Weinberg θW. Toutes les particules du modèle ont été observées, à

l’exception du boson de Higgs. Le modèle a été testée dans de nombreuses expériences

Observation des courants neutres au CERN (Gargamelle 1973) Observation des bosons intermédiaires W± et Z0 (UA1 et UA2 1984) 3 familles de neutrinos -> 3 familles de fermions (LEP 1992) Quark top découvert par l’expérience CDF (FNAL 1995).

Mais : 18 paramètres ! Existe-t-il une autre théorie ? Existe-t-il unethéorie du tout ? Des particules plus élémentaires ? Quelle estl’origine de la violation de CP observée dans le système des K0 ?


Les interactions encore une fois Dans la désintégration β−, due à

l’interaction faible, on a latransformation d’un quark d en unquark u.

Cette interaction résulte del’échange d’un médiateur, le bosonintermédiaire W- (O. Klein 1938).Le boson W+ existe aussi (dés. β+).

Le médiateur de l’interactionélectromagnétique est le photon.

Le médiateur des interactionsfortes entre quarks est le gluon.

neutron (ddu)

proton (uud)d

u

e-e-

νeνeW-

La désintégration β-

γ

ee

e e

L'interactionélectromagnétique

g

qq

q q

L'interaction forte


Encore une fois, les particules etles interactions

Gluons (8)

Quarks

MésonsBaryons Noyaux

Graviton ? Bosons (W±, Z0)

AtomesLumièreChimieElectronique

Système SolaireGalaxiesTrous noirs

Désintégration du neutronRadioactivité bétaInteractions de neutrinosCombustion du soleil

FortePhoton

Faible Gravitationnelle

Bottom

Etrange

Down

Top

Charm

Up

2/3

2/3

2/3

-1/3

-1/3

-1/3

chaque quark : R, B, G en 3 couleurs

Charge électriqueQuarks

Tau

Muon

Electron

TauNeutrino

MuonNeutrino

ElectronNeutrino

-1

-1

-1

0

0

0

Charge électrique Leptons Electromagnétique

Perl (75)

Thomson e–(1897)Anderson e+ (32)

Lederman (77)

Ting/Richter (74) Rubbia (83)

Compton (23)Einstein? (05)

CDF (95)

DESY (79)

Anderson (37)Neddermeyer

Gell-ManZweig (64)Friedman et al.


Quelques résultats spectaculairesdu CERN

Le complexe desaccélérateurs du CERN estévolutif : un accélérateursert comme injecteur auprochain !

-> différent de la philosophiedes USA.

-> minimisation des coûts etdiversification desprogrammes expérimentaux.


Découverte des bosons W± et Z0 aucollisionneur p-antiproton (SppS)

Le SPS est utilisé commeanneau de stockage deprotons et d’antiprotons surune idée de C. Rubbia.

On utilise les quarks etantiquarks des p et p :

u + d -> W+ -> e+ νe

u + u -> Z0 -> µ+ µ−p p -> Z0 -> µ+ µ−

dans l'expérience UA1


Une expérience au LEP (Lab. àElectron et Positons) : DELPHI

DELPHI est l’une des4 expériences au LEP


Une expérience au LEP (Lab. àElectron et Positons) : DELPHI (2)

Le « bouchon » sur DELPHI e+ e- -> Z0 -> q q


Vérification du modèle standard auLEP : nombre de familles

Le modèle standard prévoit 3 familles de fermions.

En ordonnée : section efficacetotale visible, c.à.d. nombre de Z0

produits par collision e+e- etdonnant lieu à détection.

Z0 se désintègre aussi en neutrinosqui s’échappent sans être détectés.

Les lignes correspondent auxprédiction théoriques du modèlestandard pour 2, 3 et 4 familles deneutrinos.


Les défis actuelsde la Physique des Particules

Les grandes questions de la Physique des Particules : origine de la masse de la matière (mécanisme de Higgs ?

Supersymétrie ?), nature de la matière noire de l’Univers (masse des neutrinos ?

particules supersymétriques ? autre chose ?), prépondérance de la matière sur l’antimatière dans l’Univers

(liée à la violation de l’invariance sous CP ? [Sakharov]), stabilité de la matière (désintégration du proton), théorie unitaire incluant la gravitation ? -> String Theories ?

Nombre de dimensions de l’Univers?


Les expériences et les projets Fabriques de mésons B : BaBar (USA) et Belle (Japon)

[première étude de la violation de CP]. Expériences neutrinos : Super-Kamiokande (Japon), K2K (Japon),

SNO (Canada), Minos (USA) [recherche et étude des oscillationsdes ν, preuve que les ν ont une masse (petite)].

Faisceau de neutrinos (CGNS) entre le CERN et le laboratoiresouterrain du Gran Sasso (≥ 2005) [ recherche de νµ → ντ].

Grand collisionneur à hadrons (LHC) (√s = 14 TeV). Le programmele plus ambitieux jamais entrepris par le CERN (≥ 2007), enpartenariat avec la plupart des pays de la planète et l’industrie[recherche de la particule de Higgs et des particulessupersymétriques].


Les enjeux

Nous allons traiter de 2 enjeux actuels : Le LHC, son utilité pour la Physique des particules,

les défis technologiques qui lui sont liés. La connexion entre Physique des particules et

cosmologie.


Le collisionneur LHC: recherche duHiggs et de la supersymétrie

Les données du LEP sont si précises (masse du Z0 connueavec une précision de 1/105) qu’elles sont sensibles à desphénomènes qui ont lieu à des énergies beaucoup plushautes : ex. mtop aussi précise que la première mesure !Nous pouvons penser que des phénomènes nouveaux vontse manifester à l’énergie du LHC √s = 14 TeV : Mise en évidence du Higgs, de la Supersymétrie…

Le LHC, dont les études ont commencé il y a plus de 15ans devrait être mis en service en 2007 et fonctionnerpendant au moins 15 ans.


Les défis techniques ducollisionneur LHC

Accélérateurs Energie : 5 fois celle du LEP (constituants), 70 fois (faisceau), Luminosité : 100 celle des collisionneurs précédents (dn=L x σ x dt) 5000 aimants supraconducteurs (1.9K He superfluide : plus grande

station cryogénique au monde) dont 1296 dipôles de 8,4 Tesla sur ~27 km, grâce auxquels le LHC ne consommera pas plus d’électricité(d’énergie) que le LEP.

Technologies de détection des particules (pixel, électronique résistante aux radiations, DAQ, etc.) déployées

dans quatre grands détecteurs : ALICE, ATLAS, CMS et LHCb.

Les moyens de calculs (ordinateurs) et de communication.


Les détecteurs au LHC :exemple CMS

La collaboration CMS est une grande collaboration de 2000 physiciens


Un événement simulé dans CMS:Higgs --> 4 muons

Collision de 2 protons : Les particules produites laissent

des impacts dans les détecteurset on reconstruit leurs tracesainsi que les énergies qu’ilslaissent dans les détecteurs.

Les collisions se succèdent à unefréquence de 40 MHz (25 ns).Beaucoup de particules produitesvue l’énergie en jeu. -> stratégie de prise des

données et d’analyse !


Défis dans l’enregistrement et letraitement des données du LHC

40 MHz (25 ns), 109 événements par seconde -> 1 Peta (1015)Bytespar seconde ! Un détecteur LHC devra gérer, en données numériques,100 fois l’équivalent de toutes les conversations téléphoniques de laplanète, si tout le monde utilisait un téléphone portable en mêmetemps (1 téléphone numérique = 1-2 KBytes/sec).

Le taux de donndonnééeses enregistrées doit être réduit à 1 ou 2 Giga (109)Bytes par seconde (réduction d’un facteur 106 !) ce qui implique : Très grande puissance de calcul en ligne (on-line) pour

sélectionner les bons événements (trigger), (1000 PC 2007,> 10 fois plus puissants qu’aujourd’hui).

Immense capacité de stockage des données (2 Peta Bytes/an !)correspondant à plus de 3 km d’épaisseur de CD (600 MBytes/CD).


Défis dans l’enregistrement et letraitement des données du LHC

Le travail d’analyse des données pour extraire les réponses dephysique fera appel à une technologie des ordinateurs encore endéveloppement. Exemple : le Nintendo 64 aujourd’hui = CRAY/XMPl’ordinateur le plus puissant du CERN (et d’Europe) à la fin desannées 1970). On ne pourrait pas le faire avec la technologie disponibleaujourd’hui ! (Il faut faire confiance aux physiciens !)

Nouvelle infrastructure informatique à développer permettant denouvelles applications basées sur le couplage à haute vitesse desindividus, des ordinateurs, des bases de données, des instrumentsscientifiques, etc. (projet GRID voir http://www.mkp.com/grids).

Pour en savoir plus sur le CERN : http://www.cern.ch


Physique des particules etcosmologie

Convergence de 2 branches fondamentales de laPhysique dans le cadre de la théorie du Big Bang :l’une traitant de l’infiniment petit, l’autre del’infiniment grand.

Big Bang : l’Univers a commencé, il y a 1010 annéesd’une singularité de l’espace-temps à partir d’uneexplosion. Il n’a depuis cessé de s’étendre.

L’Univers primordial était composé de particulesélémentaires et son évolution dictée par les forcesfondamentales agissant sur ces particules.


Trois observations cosmologiques Les galaxies s’éloignent les unes des autres à une vitesse

d’autant plus grande qu’elles sont éloignées (E. Hubble,1929) v = H.r avec H = 100h km s-1/Mpc (1 ≥ h ≥ 0.4)(1 Mpc = 3 x 106 années lumière),

Les éléments légers sont abondants (G. Gamov, ~1950).Ces éléments ont été synthétisés à une température de109 K.

Bruit isotrope à 2.7 K (A. Penzias et R. Wilson, 1965).C’est le rayonnement é.m. fossile d’une époque oùl’Univers était beaucoup plus chaud; il s’est depuisrefroidi dans son expansion jusqu’à 2.7 K.


Le Big Bang Idées sous-jacentes :

1) Il existe une théoriegrand-unifiée GUT pourlaquelle la différence entreinteractions électro-faibleset fortes serait due à descomportements différents àfaible énergie.

2) Il existe donc de paliersd’énergie, de température,donc de temps (expansion).

Exemple : Interact. électro-faible Masses des bosons: MW = 80 GeV,

MZ = 91 GeV, Mγ = 0 GeV Si E >> MZ, p.ex 104 GeV, -> masse

peu importante -> bosons produitsen égale importance -> symétrieentre int. faibles et é.m.

Si E << MW, W et Z ne sont plusproduites que sous forme departicules virtuelles -> interactionfaible à courte portée (principed’incertitude).


Quelques étapes dans lathéorie du Big Bang

10-43 s , T ≈ 1032 K ≈ 1019 GeVRègne des GUT (?) . Particuleset particules en nombre égaux,s’annihilant et se reformant.

10-34 s , T ≈ 1028 K ≈ 1015 GeVFin des GUT. Excès de matièresur l’antimatière.

10-10 s , T ≈ 1015 K ≈ 102 GeVDistinction entre é.m et faible.Protons, neutrons sont forméset sont en équilibre : νe + p <-> e+ + n νe + n <-> e- + p

1 seconde T ≈ 1010 K ≈ 1 MeV AvecT = 1 MeV, l’équilibre entre p et nest rompue. Les neutrons sedésintègrent.

3 minutes T ≈ 8 x 108 KDébut de la nucléosynthèse quidurera quelques heures -> 25% deHe et 75% de H.

105 années T ≈ 4000 KLes photons n’ont plus assezd’énergie pour dissocier les atomes-> rayonnement fossile.

109 années : premières galaxies !


Physique des particules etcosmologie


Les sujets non traités

La prépondérance de la matière sur l’antimatière On pense qu’à la fin de l’époque des GUT, une légère violation

des symétries C et CP aurait pu entraîner un excès de matièresur l’antimatière.

Masse sombre de l’Univers Moins de 10% la masse de l’Univers est brillante. Que sont les

90% restant ? Nous savons maintenant que les neutrinos « oscillent », c.à.d.

que leur état propre de masse est différent de leur étatpropre de l’interaction faible : ils ont une masse. Pour combiencontribuent-ils à la masse sombre ?


En guise de conclusion

La Physique des particules telle qu’on l’étudie et pratiqueaujourd’hui est un exemple de recherche dite"fondamentale". La recherche fondamentale estl’expression même de la curiosité humaine, du besoin decomprendre l’Univers dans lequel nous vivons, la structurede la matière et la vie.

L’histoire montre que c’est cette curiosité humaine qui està la base du développement et du progrès de toute société,et que le développement même d’une civilisation est lié ausoutien qu’elle apporte à la recherche fondamentale.


En guise de conclusion Il y a un siècle, on venait de découvrir les électrons. La vie

maintenant est impensable sans les électrons: Ils nous amène la lumière dans nos foyers, transportent nos voix à

nos êtres chers, peignent des images sur nos écrans… Et pourtant, les électrons n’ont pas été recherchés pour

ces applications, mais pour la connaissance pure … Qui peut dire à l’avance les bénéfices que nous pouvons

tirer de la recherche fondamentale ? Y aura-t-il une innovation associée aux découvertes des W± et Z0? Les outils développés pour la recherche fondamentale trouvent

cependant rapidement des applications dans d’autres domaines; Ex. : www, hadronthérapie, détecteurs dans l’imagerie médicale…

La Physique des Particules et ses enjeux

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