Quarks

« 1 / 2 15 mars 1967 Série C-20 Fiche No 1665 Quarks 1.

Les multiples découvertes de corpuscules réalisées depuis vingt ans n'ont été accompagnées d'aucune tentative satisfaisante de classification des particules dites élémentaires.

Aussi est-ce avec intérêt qu'est accueillie une théorie nouvelle, selon laquelle toutes les particules connues, à l'exception du neutrino et de l'électron, peuvent être constituées à partir de trois « objets ..

élémentaires appelés quarks.

Cette théorie ne concerne que les particules sensibles aux interactions nucléaires fortes, interactions mille fois supérieures aux forces électriques et qui soudent les particules au sein du noyau atomique.

2.

Dès 1956 une première tentative de reconstitution de ces particules à partir de trois « objets ..

élémentaires avait été faite par le Japonais Sakata.

Dans cette théorie, les trois « objets ..

possédaient respectivement les propriétés du proton, du neutron et de l'hypéron lambda.

Une telle représentation montrait qu'un déficit de masse, très supérieur à celui de l'atome moyen, est nécessaire à la formation des particules; cela impliquerait que les composants de la particule sont liés d'une façon incompa­ rablement plus forte que les nucléons à l'intérieur du noyau.

3.

Néanmoins, si le système de Sakata permettait de reconstituer les particules existantes, celles-ci ne présentaient pas entre elles les propriétés de symétrie que l'on constatait effectivement.

En remplaçant les " objets » élémentaires de Sakata par les quarks, Geii-Mann (jeune physicien américain, professeur au Californian lnstitute of Technology -Caltech) a pallié cette difficulté.

L'état énergétique d'un quark est défini par plusieurs -nombres quantiques, comme il est de règle pour les particules élémentaires.

Mais ce qui est inhabituel chez les quarks est leur charge fractionnaire.

Au proton correspond le quark stable (de charge 2/3), au neutron le quark moyen (de charge -1/3), à l'hypéron lambda le quark lourd (de charge- 1/3).

4.

Le quark est une hypothèse théorique dont il s'agirait de confirmer expérimentale­ ment la validité.

S'il existe, c'est sous sa forme stable qu'il est le plus probable de le découvrir.

Après plusieurs années de recherches infructueuses, deux chercheurs américains affirment avoir détecté les quarks de charge 2/3 et les quarks de charge 1/3 à l'aide d'un télescope à rayons cosmiques.

5.

Cette expérience met en évidence la très haute énergie des quarks, de l'ordre de 5 à 10 GeV, et elle explique qu'ils n'aient pu être décelés dans les accélérateurs de particules actuellement en service.

Différentes voies de recherches sont mainte­ nant envisagées: recherche d'atomes « quarko-hydrogène ..

par spectroscopie, détec­ tion d'atomes non électriquement neutres, ou comptage des gouttelettes à charges fractionnaires dans l'expérience de Millikan (il devrait y en avoir une toutes les 16 000).

6.

Le résultat de ces recherches en cours est capital car le quark est pour l'instant le seul élément qui permet d'entrevoir une structure dans le monde des particules.

La physique se trouve donc peut-être déjà sur le point de franchir une nouvelle étape dans l'exploration de la matière. 2 / 2. »