Classification des particules

Quelle est la classification des particules élémentaires ?

La classification des particules élémentaires les divise en fonction de leurs propriétés ou de leurs interactions. À mesure que le nombre de particules augmentait, une classification plus générale était nécessaire, et c'est ainsi que les particules ont été divisées en trois grandes familles : les leptons, les hadrons et les porteurs de champ (bosons). Les trois familles ont des caractéristiques distinctes et sont soumises à des forces différentes, jouant ainsi des rôles différents dans l'univers.

Tableau de classification des particules

Les particules peuvent être classées comme suit :

Quarks

Les quarks sont les particules qui composent les hadrons. Les quarks sont responsables de la charge des hadrons. Le quark inférieur et le quark inférieur, qui constituent les protons et les neutrons, en sont des exemples. Chaque quark a sa propre charge fondamentale. Les quarks, les électrons et les neutrinos forment également une autre sous-famille appelée fermions.

Quarks et hadrons

Si tu additionnes la charge de tous les quarks, tu obtiens la charge fondamentale totale de la particule. Si tu ajoutes ensuite le nombre de baryons, tu obtiens le nombre de signes qui t'indique si la particule est de la matière ou de l'antimatière. Le tableau suivant présente les charges des quarks.

Particule	Symbole	Lot
En haut	u	+ ⅔
Anti-montée		-⅔
Bas	d	- ⅓
Anti-baisse		+ ⅓
Étrange	s	- ⅓
Anti-étrange		+ ⅓

Nous pouvons voir que si nous avons deux quarks up et un quark down, nous avons un proton avec une charge de 1. Si nous avons un quark up et deux quarks down, nous avons un neutron avec une charge de 0.

Un antiproton combine deux quarks anti-up et un quark anti-down. Un antiproton a la même masse qu'un proton, mais sa charge est négative.

Lesparticules étr angessont des particules supplémentaires qui se forment lorsque des faisceaux à haute énergie entrent en collision avec des atomes. Les particules étranges se désintègrent plus lentement que les autres quarks. Elles possèdent une qualité qui a été nommée le nombre étrange.

Hadrons

Les hadrons sont des particules qui composent la majeure partie delamasse de la matière. Le neutron est un exemple de hadron. Les hadrons présentent les caractéristiques clés suivantes :

• Les hadrons sont maintenus ensemble par une force connue sous le nom de force nucléaire forte, qui colle toutes les particules qui composent le noyau.
• Les hadrons sont composés de particules appelées quarks.
• Les quarks portent la charge électrique des hadrons.

Le proton est un hadron composé de trois quarks, chacun ayant une charge. Deux des quarks ont une charge de ⅔ e, tandis que le troisième a une charge de -⅓. La somme des charges est de 2 (⅔) +1 (-⅓), la charge totale ou élémentaire du proton étant de +1.

Les hadrons peuvent être classés en deux catégories :

• Lesmésons, qui sont constitués d'un nombre pair de quarks, comme les protons et les neutrons.
• Lesbaryons, qui sont constitués d'un nombre impair de quarks, comme le muon.

Les antiquarks et l'antimatière, tels que les positrons (électrons positifs), les antiprotons et les antineutrons, appartiennent aux mêmes familles que leurs homologues (quarks, électrons, protons et neutrons). La principale différence entre eux et la matière normale est que certaines de leurs caractéristiques, comme la charge électrique, sont opposées.

Leptons

Les leptons sont des particules élémentaires qui ne peuvent pas se diviser en particules plus petites. Ils ne sont pas affectés par la force nucléaire forte qui maintient les protons et les neutrons ensemble dans le noyau. Les leptons ont une charge comme les hadrons, ils sont affectés par la force nucléaire faible et peuvent être classés en particules chargées et particules neutres.

• Chargées: elles possèdent et portent des charges électriques comme l'électron, le muon et le tau.
• Neutres: leur charge est nulle comme celle des neutrons.

Particules de champ ou porteuses de force

Le modèle de l'univers se compose de particules qui constituent la matière et de quatre forces élémentaires. Ces forces sont la gravité, la force électromagnétique, la force nucléaire forte et la force nucléaire faible. Elles sont également connues sous le nom de bosons.

• Gravité: le graviton, une particule proposée, n'a pas encore été trouvé.
• Force électromagnétique: le photon est la particule responsable du transport de l'énergie électromagnétique sous forme d'ondes et de l'interaction avec les atomes qui échangent de l'énergie.
• Forcenucléaire forte: la force responsable du maintien du centre des atomes ensemble. La particule qui porte cette force est le gluon.
• Force nucléaire faible: la force responsable de la désintégration des atomes et du rayonnement. Les particules porteuses de cette force sont les bosons W et Z.

Le boson de Higgs

Le boson de Higgs est l'une des dernières particules à avoir été découvertes. Proposé par Peter Higgs et découvert dans le LHC (Large Hadron Collider), il fournit des informations sur la façon dont les particules obtiennent leur masse.