Cette branche de la physique concerne l'étude des origines et de l'évolution de notre univers. En particulier la théorie du "big-bang" est une théorie cosmologique qui, à partir de l'observation de l'expansion actuelle de l'univers, se propose de remonter aussi loin que possible dans le passé, vers un stade où l'univers était très dense et chaud.
Ce que nous appelons "matière" tangible et visible
ordinairement est constituée de leptons
Par définition, l'eV est la quantité d'énergie que prend
un électron en
passant à travers une pile d'un volt. C'est une énergie
adaptée aux phénomènes
se passant dans l'atome, mais ridiculement faible pour les usages quotidiens
(1 kWh s'écrirait par un nombre de 26 chiffres en eV). Même le
MeV, unité adaptée pour l'étude des réactions
nucléaires, est encore difficile à concevoir.
La notion d'antiparticule fut postulée par Paul Dirac en 1928.
Il en existe plusieurs sortes nous ne définirons que le
courant neutre leptonique.
Un courant neutre leptonique traduit l'évolution d'un lepton
(voir Modèle standard) sans modification de sa charge électrique.
Par exemple un neutrino qui reste un neutrino après une
réaction, c'est le cas pour la diffusion élastique neutrino-
électron .
Ce sont des réactions de ce type qui ont été
observées avec GARGAMELLE.
Certaines théories prédisent la désintègration
du proton . Mais les temps moyen de vie du proton seraient de l'ordre de
1030ans ce qui est considérablement plus long
que l'âge estimé de notre Univers.
On appelle détecteur en physique des particules un appareil ou
un ensemble d'appareils destinés à mettre en évidence
le passage d'une particule.
Cette interaction qui n'est ressentie qu'à très courte distance
(10-18m) est responsable de certains types d'instabilité de la matière (radioactivité) et de la production d'énergie
du Soleil.
La masse mesurée de certaines galaxies est insuffisante
pour équilibrer par la gravité la force centrifuge de
rotation
L'ensemble des atomes de matière qui se manifestent à nous
en nous envoyant des photons constituerait moins d'un dixième de la
masse de l'univers, telle que nous pouvons la calculer d'après la théorie du big bang.
Une supernova est une explosion d'étoile.La SN1987A est
la première de l'année 1987 dont on
a observé l'émission de lumière (photons) et
pour la première fois dans l'histoire, l'émission de neutrinos.
( e,
,
)
et de quarks (u,d),(c,s),(t,b). À chaque lepton est associé
un neutrino :
e,

, et

.
Ces particules sont les briques
élémentaires au nombre de 12 (6 leptons et 6 quarks)
à partir desquelles sont bâtis les noyaux et atomes.
Ordres de grandeur
Un électron-volt vaut 10-19
joule quantité incroyablement petite à notre
échelle.
En unités plus habituelles cela correspond en
équivalent masse (toujours le fameux E=mc2)
à 1 eV = 210-30g ou
encore environ dix mille degrés.
Pour comparaison un photon de lumière visible a
une énergie de 2 eV.
En physique des particules nous manipulons des énergies
évaluées en multiples d'un électron-volt (eV):
De mille fois plus grand chaque fois, on commence au meV (milli-eV), ou
millième d'eV, puis on trouve l'eV lui-même, puis le keV
(kilo-eV, 1000 eV), le MeV (méga-eV, un million d'eV), le GeV
(giga-eV, un milliard d'eV), etc.
antineutrinos
À chaque particule correspond une antiparticule avec laquelle elle
s'annihile pour donner de l'énergie par exemple sous la forme d'une
paire de photons.
L'anti-électron s'appelle positon et porte une charge positive.
Certaines particules comme le photon sont à elles mêmes leur
anti-particule.
L'antineutrino () antiparticule du neutrino
paraît s'en distinguer.
courants neutres
désintégration du proton
Pour tenter d'observer des événements aussi rares il a fallu
enfouir de volumineux détecteurs dans des mines ou dans des tunnels.
détecteur
Ainsi une chambre à bulles est un détecteur...
de même qu'un compteur Geiger.
interaction faible
masse manquante
C'est la question de la "masse manquante" encore baptisée
"masse invisible ou cachée" car cette masse est en effet plus invisible
(à nos moyens actuels) que réellement manquante. Cette
masse peut être constituée de matière ordinaire :
assemblage de protons,neutrons,électrons ou de quelque chose de plus
extraordinaire et, en particulier, des neutrinos .
Supernova-SN1987A
Les anneaux visibles sur la photo sont constitués de matière
éjectée par l'étoile. Dans certains cas d'étoiles
massives une fois le carburant nucléaire épuisé
le coeur se contracte la gravitation l'emporte l'on arrive dans la
région de la photodissociation , les protons ainsi
libérés commencent à interagir avec les électrons
libres et des neutrinos d'électrons s'échappent.