Ce tableau se lit comme suit:
1/ les particules sont rangées horizontalement par
charge électrique: dans la première ligne figurent
les neutrinos, de charge électrique nulle qui sont insensibles
à l'interaction électromagnétique alors que
dans la deuxième ligne, l'électron, le muon et le tau
ont la même charge électrique et subissent donc les
mêmes interactions électromagnétiques.
2/ les deux premières lignes comprennent les leptons, qui
sont insensibles à l'interaction forte, les deux
dernières comprennent les quarks qui sont sensibles à
l'interaction forte.
3/ l'interaction faible agit par transformation (flèches
bleues) d'une ligne à l'autre: elle transforme un neutrino
électronique en électron mais aussi un quark u en
quark d.
4/ il existe trois familles de particules, identiques en ce qui
concerne les interactions, réparties en colonnes: la
première colonne est celle de l'électron, la
deuxième celle du muon, la troisième celle du tau.
Ces trois familles sont des copies l'une de l'autre, seulement
distinguées par les masses des différentes particules
qui sont distribuées de manière inexpliquée.
5/ jusqu'en 1995, il restait une case blanche dans ce tableau,
correspondant au quark t, trop lourd pour avoir été
observé à l'époque (350 000 fois la masse de
l'électron!). La raison
en est due à l'interaction faible qui transforme les quarks
d et s en, respectivement, les quarks u et c. Pour respecter la
symétrie du tableau, elle doit donc transformer le quark b,
alors connu, en un autre quark, le quark t, non encore
observé en 1995.
Comme Mendeleiev un siècle auparavant,
les physiciens avaient préféré laisser une case
blanche dans ce tableau en prédisant l'observation future du
quark t, plutôt que de forcer le tableau à s'accorder
aux seules particules connues à l'époque.
Cette prédiction fut confirmée au Tevatron,
à Fermilab, près de Chicago.
Pour continuer à illustrer ce tableau, intéressons
nous à l'action précise des interactions sur les
particules de matière. Nous avons vu
précédemment que l'interaction faible est responsable
de la désintégration "beta" du neutron en proton.
Comment ce phénomène s'opère-t-il au niveau
des quarks composant le neutron et le proton? L'interaction faible
transforme un quark d en un quark u: le neutron devient proton.
Cette transformation s'effectue via l'émission d'une particule
messagère (le W-) associée à
l'interaction faible qui elle-même émet finalement un
électron et un anti-neutrino.
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