Bonjour à tous,
Avez-vous déjà entendu parler des quarks étranges?
Dans la famille des quarks il ya les up et les down, ainsi que les quarks: s,t,b,c
Un quark étrange correspond-il au s,t,b,c???
Ou, est-ce que c'est l'antiparticule d'un de ces quarks?
Amicalement Condensat_B-E
C'est le "s" qui est l'initiale de "strange". Voici les "petits" noms qui sont donnés aux différentes saveurs de quarks :
u : up
d : down
c :charm
b : beauty
s : strange ("étrange")
t :top
connait on l'origine de ces folies de physiciens ????,
Bien entendu on connait le developpement historique. Je ne peux pas m'aventurer dans cet historique (qui par ailleurs est une histoire fascinante). Peut etre quelqu'un d'autre en aura le courage et les competences.Envoyé par lephysicien
En revanche, si ta question porte sur les motivations theoriques et experimentales soutenant la theorie de la Chromodymamique quantique, je veux bien apporter quelques arguments. Il est desormais pratiquement certain que QCD est la theorie correcte pour decrire les interactions nucleaires fortes, au moins a hautes energies, ou les techniques perturbatives s'appliquent. On a l'habitude de dire que QCD est "phenomenologiquement pertinente"
La premiere motivation est celle du modele en quark : Murray Gell-Mann et George Zweig ont propose en 1963 une symetrie (dite symetrie de saveur) permettant de classer les hadrons connus a l'epoque (aux energie accessibles : up, down et strange seulement participent), i.e. de les regrouper selon des structures elegantes traduisant leur proprietes caracteristiques. Ce modele est tres efficace (en ce qui concerne le classement) mais il necessite l'introduction d'un degre de liberte supplementaire (la couleur), faute de quoi la mecanique quantique elementaire est mise en defaut (plus specifiquement le principe d'exclusion de Pauli, qui dit que deux fermions ne peuvent etre dans le meme etat quantique). Le groupe de symetrie minimal permettant de sauver la mecanique quantique est SU(3) (3 couleurs). Evidemment, cela necessite un mecanisme permettant de "cacher" ce degre de liberte "couleur" qui n'est jamais observe : tous les hadrons sont blancs (plus precisemment sont des singulets/invariants sous les transformations unitaires de couleur). Cette propriete dite de confinement est rendue tres vraissemblable par le fait que la constante de couplage augmente avec la distance de separation entre quarks : si vous essayez de separer deux quarks (une paire quark/antiquark = un meson), il faudra tellement d'energie que vous allez creer une nouvelle paire (rappelez vous). La situation est tout a fait analogue a celle d'un elastique : si vous essayez d'avoir une seule extremite d'elastique, vous n'y arriverez pas. Que le confinement soit tres vraissemblable est la seconde motivation que je cite pour QCD. Que le confinement ne soit pas demontre est neanmoins une situation tres insatisfaisante pour les physiciens. La troisieme motivation que je cite ici est la propriete fascinante de liberte asymptotique : la constante de couplage tend vers zero a haute energie (les techniques perturbatives s'applique a haute energie. J'insite lourdement, mais cela me semble particulierement contre-intuitif), et un corolaire est : a tres courte distance, les quarks semblent libres. C'est sans doute la propriete qui le plus trouble les physiciens a l'epoque. Imaginez-vous en train d'etudier un systeme fortement lie, et de constater que les constituants sont libres ! Je vais employer ici une image simple, mais qui n'est pas si fausse. Imaginez deux quarks lies par un tube de glue. Les quarks echangent leur couleur par la glue, et c'est ce qui les lie l'un a l'autre. Si les quarks sont proches, le tube a une dimension transverse comparable a sa dimension longitudinale : il n'est pas necessaire aux quarks de "viser" precisement pour envoyer la couleur a l'autre. Si les quarks en revanche sont eloignes, le tube est tres fin, analogue a une corde (c'est la motivation initiale pour la theorie des cordes : decrire ces systemes fortement lies. C'est une autre histoire... Notons cependant que des quarks lies par une corde doivent former un systeme dont le carre de la masse est proportionel au moment cinetique total, la constante de proportionalite etant la tension de la corde. Cela est plutot bien verifie en pratique, et nomme "trajectoire de Regge"). Les quarks doivent "viser" tres precisement, et c'est plus difficile. L'energie associee a cette corde est proportionnelle a sa longueur. Cette image simplifiee contient sans doute une grande part du phenomene physique reel.
Voila pour les trois motivations elementaires les plus souvent citees. Dois-je continuer ? Il existe beaucoup d'autres indices. Par exemple, la propriete d'invariance d'echelle qui resulte de la diffusion sur un constituant libre et ponctuel (liberte asymptotique) n'est pas strictement observee. Les petites deviations sont en accord precis avec les calculs des termes correctifs, qui sont des termes logarithmiques.
La propriete de factorisation, absolument indispensable pour le regime non-perturbatif, qui permet dans une certaine limite cinematique de s'assurer que l'interaction n'a lieu qu'avec un seul quark constituant, et que pendant la duree de cette interaction le quark implique peut ignorer ses petits compagnons, mene a des description tres precises des reactions hadroniques.
J'en ai deja ecrit beaucoup trop. Il faut que j'en laisse un peu pour les autres, et un peu pour la curiosite de ceux qui veulent approfondir par eux-meme
Je veux ajouter une derniere chose a ce point : cette theorie est tres frustrante ! Le confinement implique qu'il n'existe pas de quark libre. Comment attribuer une realite physique a ces particules ? Parler de la masse d'un quark par exemple peux sembler anodin : mais vous ne pouvez pas poser un quark sur une balance, ou encore mesurer l'energie de liaison du systeme, et la comparer a la masse du system lie... En meme temps, c'est ce qui rend l'etude de QCD si passionnante !
Ai-je convaincu quelqu'un a nous rejoindre dans cette aventure
La question, c'était plutôt à propos des noms "fantaisistes" attribués aux différentes saveurs de quarks, non ? Ceci dit, merci pour ton explication fouillée !
@deep_turtle ou humanino
Qu'une force se décline d'une part comme de type chewing-gum : elle est inversement proportionnelle à la distance, d'autre part de type élastique, elle est proportionnelle à la distance, est-ce du à une sorte de retournement topologique ?
Ou cette question est complètement à côté de la plaque ?
Je ne sais pas... Les forces du type "chewing-gum" sont dès le départ de nature différente de celle-ci de type "élastique", et je ne connais pas de correspondance de type "l'un est équivalent à l'inverse de l'autre", si c'est le sens de ta question.
je ne suis pas un mathematicien, mais je crois que retournement topologique fait allusion a une operation mathematique bien specifique qui n'a pas a ma connaissance de lien avec QCD. Peut-etre pas encore
Il est certain que la topologie joue un role fondamentale dane la comprehension de la partie non-perturbative de QCD (rappelez-vous l'histoire des instantons) Ta suggestion est interessante : la dualite couplage fort-couplage faible, c'est la frontiere d'une partie physique de la physique aujourd'hui.
Cela dit, pourquoi dis-tu que la force forte est inversement proportionnelle a la distance ? Cela me semble incorrect.
