Quark
« Quark » expliqué par Vikidia, l'encyclopédie pour les enfants.
Les protons et les neutrons ne sont pas considérés comme des particules « élémentaires », c'est-à-dire des objets qui ne peuvent pas être « coupés », décomposés en particules plus petites ; car ils sont constitués de quarks. Le quark est, en revanche, un constituant élémentaire de la matière : en effet, on ne connaît pas d'autres particules constituant elles-même les quarks.
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[modifier] Famille de quarks
On connaît aujourd'hui différentes sortes de quarks : 6 exactement. Ils sont :
- le quark « Up »
- le quark « Down »
- le quark « Charm »
- le quark « Strange »
- le quark « Top/Truth »
- le quark « Bottom/Beauty »
Dans la nature, la matière que l'on connaît est constituée de quarks « Up » et « Down », qui sont les plus courants. Les autres quarks sont observés par exemple dans des accélérateurs de particules.
[modifier] Caractéristiques
[modifier] Charge électrique
Il faut 3 quarks pour former un neutron (de charge électrique nulle) ou un proton (de charge électrique +1). Les quarks sont donc électriquement chargés, mais leurs charges sont des fractions :
- charge de « Up », « Charm » et « Top/Truth » : +2/3
- charge de « Down », « Strange » et « Bottom/Beauty » : -1/3
Ainsi :
- 2 quarks « Up » + 1 quark « Down » donnent une charge électrique égale à 1, qui est celle du proton ;
- 1 quark « Up » + 2 quarks « Down » donnent une charge électrique nulle, correspondant à celle du neutron.
[modifier] Poids
Le poids des quarks varie en fonction de leur type, mais nous pouvons dire qu'il est compris, tous types confondus, entre 2.6745*10-27 g et 1.4264*10-26 g. Le plus léger est le quark « Up » ; le plus lourd, le quark « Top/Truth ».
[modifier] Couleur
Chaque quark possède une troisième caractéristique, un peu plus spéciale et exotique que les deux précédentes : sa couleur. Bien sûr, il ne s'agit pas des couleurs que nous connaissons, car celles-ci sont formées par les atomes et les molécules. Le terme « couleur » est ici utilisé pour caractériser de quelle façon le quark réagit à l'interaction forte (voir plus loin).
[modifier] Interactions
Les quarks sont chargés électriquement : ils sont soumis à l'interaction électromagnétique, qui tend à repousser les charges de même signe et à attirer celles qui sont opposées. Il est donc nécessaire, pour assurer la cohésion de la particule formée (proton ou neutron), d'avoir une force plus importante que l'interaction électromagnétique : sinon, le proton ou le neutron éclaterait ! Cette force est l'interaction forte, elle est utilisée pour la production d'énergie dans les centrales nucléaires.
Selon la physique des particules, chaque interaction fondamentale (force forte, électromagnétique et faible) possède une petite particule qui doit transmettre cette interaction. Pour l'interaction électromagnétique, par exemple, il s'agit du photon. Pour l'interaction forte, il s'agit du gluon. Ces gluons réagissent en fonction de la « couleur » du quark ; ici, un extrait de Wikipédia expliquant clairement la notion de couleur :
- Cet article est adapté ou copié (en partie ou en totalité) de l'article Wikipédia : « Quark », mais a pu être modifié depuis.
[modifier] Particularités
 Le savais-tu ? | ||
| Quarks dans l'Univers
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On en n'a encore jamais observé, mais il pourrait exister des étoiles ... entièrement constituées de quarks ! Les étoiles habituelles sont composées de gaz (hydrogène et hélium principalement) ; on connait aussi les étoiles à neutrons, qui sont (comme leur nom l'indique) uniquement composées de neutrons. Les "étoiles à quarks" correspondraient à un état encore plus comprimé de la matière, où des structures plus élaborées que les quarks (comme des neutrons) ne pourraient se former.
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[modifier] Notes
- ↑ C'est-à-dire que les quarks sont regroupés 3 par 3 dans un espace minuscule, et qu'il est donc difficile de les observer séparément. C'est le phénomène de confinement.
