Physique nucléaire et des Particules élémentaires PDF

Si ce bandeau n’est plus pertinent, retirez-le. Chambre à bulles exposée à l’extérieur d’un bâtiment du Fermilab. La physique des particules ou la physique subatomique est la branche de la physique qui étudie les constituants élémentaires de la matière et les rayonnements, ainsi que leurs interactions. La doctrine philosophique de l’atomisme a été étudiée par les philosophes physique nucléaire et des Particules élémentaires PDF, tels que Leucippe, Démocrite et Épicure.


Cet ouvrage est destiné aux étudiants de 3ème année de Licence en Physique. Il contient les bases du cours de physique nucléaire et des particules élémentaires enseigné par l’auteur à l’Ecole Normale Supériuere de l’Université d’Antananarivo. Il se divise en trois grandes parties: la structure nucléaire, le processus nucléaire, les particules élémentaires. Chaque grande partie se subdivise en chapitres. Chaque chapitre est terminé par quelques exercices d’application. Cet ouvrage peut être utilisé comme un complément de documents pour les eneignants de physique nucléaire et des particules élémentaires. Il est conseillé de montrer aux étudiants des différents vidéos correspondant à chaque chapitre enseigné, surtout en physique des particules élémentaires, compte tenu de l’évolution des découvertes effectuées à l’aide des grands collisonneurs de particules à CERN.

Isaac Newton ait pensé que la matière soit composée de particules, c’est John Dalton qui, en 1802, énonça formellement que tout est constitué d’atomes minuscules. Les travaux de Thomson établirent que les atomes sont composés d’électrons légers et de protons massifs. Rutherford établit que les protons sont concentrés dans un noyau compact. Il arrive à unifier les deux derniers par une théorie unique, l’électromagnétisme. George Stoney développe la théorie de l’électron et estime sa masse. Becquerel découvre la radioactivité de l’uranium. Marie et Pierre Curie séparent les éléments radioactifs.

Rutherford conclut à l’existence du noyau comme résultat de l’expérience de diffusion alpha réalisée par Geiger et Marsden. Bohr construit la théorie de la structure atomique basée sur des hypothèses quantiques. Bieler concluent qu’une force de grande intensité maintient le noyau uni, malgré la répulsion électrostatique coulombienne entre protons. X, confirmant que les photons sont des particules. Broglie propose des propriétés ondulatoires pour les particules formant la matière. 1925 : Pauli formule le principe d’exclusion pour les électrons à l’intérieur d’un atome. Bothe et Geiger démontrent que l’énergie et la masse sont conservées dans les processus atomiques.

1926 : Schrödinger développe la mécanique ondulatoire, qui décrit le comportement des systèmes quantiques pour les bosons. Born donne une interprétation probabiliste de la mécanique quantique. 1927 : Découverte de la désintégration β. 1928 : Dirac propose son équation d’onde relativiste pour l’électron. 1930 : Pauli suggère l’existence d’un neutrino invisible, afin d’interpréter l’apparente disparition de l’énergie dans la désintégration β. Dirac découvre que le positron est aussi décrit par son équation. La force nucléaire est due à l’échange de particules massives, les mésons.

Bien qu’ayant à peu près la masse prévue pour le méson de Yukawa, il n’a pas d’interactions assez fortes avec la matière pour jouer ce rôle. 1938 : Énoncé de la loi de conservation du nombre baryonique. 1954 : Yang et Mills proposent les théories de jauge non abéliennes. 1956 : Lee et Yang suggèrent que la force faible peut engendrer une violation de la parité. 1956 : Découverte de la violation de la parité dans les atomes de 60Co par Chien-Shiung Wu et Amber.

1965 : Le nombre quantique de la couleur est proposé : toutes les particules observées sont de couleur neutre. 1967 : Glashow, Salam et Weinberg proposent un schéma d’unification des forces électromagnétiques et faibles. 1968-1969 : SLAC détecte une structure ponctuelle du nucléon. 1979 : Mise en évidence d’un gluon à DESY.

1998 : Preuve de l’existence de neutrinos de masse non nulle au Super-Kamiokande. Les particules élémentaires peuvent être classées en différentes sous-catégories en fonction de leurs propriétés. Les hadrons ne sont donc pas des particules fondamentales, mais plutôt des états liés de quarks. On en observe plus de 200.