Physique des particulesLa physique des particules ou la physique subatomique est la branche de la physique qui étudie les constituants élémentaires de la matière et les rayonnements, ainsi que leurs interactions. On l'appelle aussi parfois physique des hautes énergies car de nombreuses particules élémentaires, instables, n'existent pas à l'état naturel et peuvent seulement être détectées lors de collisions à hautes énergies entre particules stables dans les accélérateurs de particules.
Particule élémentaireEn physique des particules, une particule élémentaire, ou particule fondamentale, est une particule dont on ne connaît pas la composition : on ne sait pas si elle est constituée d'autres particules plus petites. Les particules élémentaires incluent les fermions fondamentaux (quarks, leptons, et leurs antiparticules, les antiquarks et les antileptons) qui composent la matière et l'antimatière, ainsi que des bosons (bosons de jauge et boson de Higgs) qui sont des vecteurs de forces et jouent un rôle de médiateur dans les interactions élémentaires entre les fermions.
Détecteur de particulesvignette|Photographie de rayonnements α détectés dans une chambre à brouillard. Un détecteur de particules est un appareil qui permet de détecter le passage d'une particule et, généralement, d'en déduire différentes caractéristiques (en fonction du type de détecteur) telles que sa masse, son énergie, son impulsion, son spin, ou encore sa charge électrique. Cavité de Faraday Chambre à brouillard Chambre à bulles Chambre à dérive Chambre à étincelles Chambre à fils Chambre d'ionisation Chambre à plaques paral
Particule subatomiqueUne particule subatomique est un composant de la matière. Elle a une taille inférieure à celle d'un atome. On distingue les particules élémentaires des particules composites. La branche de la physique qui les étudie est appelée la physique des particules. Modèle standard (physique des particules) La recherche sur les particules subatomiques a permis de mettre en évidence : d'une part, les constituants atomiques tels que les protons, les neutrons et les électrons, ainsi que leurs constituants (notamment les quarks) ; d'autre part, les particules produites par les phénomènes de rayonnement et de dispersion, tels que les photons, les neutrinos, et les muons.
Particle Data GroupLe Particle Data Group est une collaboration internationale de physiciens des particules compulsant et réanalysant les résultats publiés relatifs aux propriétés des particules élémentaires et des interactions fondamentales. Il publie également des revues sur les résultats théoriques importants d'un point de vue phénoménologique comme en cosmologie. Le Particle Data Group publie biannuellement sa Review of Particle Physics (Revue de la physique des particules) en version poche, appelé le Particle Data Booklet (Livret de données sur les particules).
ScintillateurUn scintillateur est un matériau qui émet de la lumière à la suite de l'absorption d'un rayonnement ionisant (photon ou particule chargée). Il existe deux grandes familles de scintillateurs : les scintillateurs organiques : (anthracène, naphtalène, stilbène et terphényle) que l'on retrouve sous forme de monocristaux ou en solution liquide, les scintillateurs inorganiques utilisés sous forme de monocristaux (iodure de sodium, germanate de bismuth), ou bien sous forme de poudres incorporées à un substrat.
Détecteur à scintillationUn détecteur à scintillation, également appelé compteur à scintillation ou plus souvent scintillateur, est un instrument composé d'un matériau qui émet de la lumière à la suite d'un dépôt d'énergie par interaction avec un rayonnement. Il existe deux grandes familles de scintillateurs : les scintillateurs organiques (à base de composés benzéniques : anthracène, naphtalène, stilbène, terphényle, etc.) que l'on retrouve sous forme de plastiques ou en solution liquide, et les scintillateurs inorganiques qui sont utilisés en monocristaux ou en poudre (principalement des halogénures alcalins).
ATLAS (détecteur)thumb|Le détecteur ATLAS vers la fin février 2006 ATLAS (acronyme de A Toroidal LHC ApparatuS : - dispositif instrumental toroïdal pour le LHC - qui utilise un électro-aimant toroïdal où le champ magnétique se referme sur lui-même dans l'air, sans l'aide d'un retour de fer) est l'une des du collisionneur LHC au CERN. Il s'agit d'un détecteur de particules semblable à CMS, mais de plus grande taille et de conception différente. Il a pour tâche de détecter le boson de Higgs, des particules supersymétriques (SUSY).
Interaction faiblethumb|right|330px|L'interaction faible déclenche la nucléosynthèse dans les étoiles. L'interaction faible (aussi appelée force faible et parfois force nucléaire faible) est l'une des quatre interactions fondamentales de la nature, les trois autres étant les interactions électromagnétique, forte et gravitationnelle. Elle est responsable de la désintégration radioactive de particules subatomiques et est à l'origine de la fusion nucléaire dans les étoiles.
Interaction fortethumb|250px|alt=Représentation des quarks dans un proton : deux quarks Up et un quark Down, chacun d'un couleur différente, liés par l'interaction forte.|L'interaction forte lie les quarks dans les nucléons, ici dans un proton. L'interaction forte, ou force forte, appelée parfois force de couleur, ou interaction nucléaire forte, est l'une des trois interactions entre particules élémentaires de la matière dans le modèle standard aux côtés de l'interaction électromagnétique et de l'interaction faible.
Saveur (physique)La saveur, en physique des particules, est une caractéristique permettant de distinguer différents types de leptons et de quarks, deux sous-familles des fermions. Les leptons se déclinent en trois saveurs et les quarks en six saveurs. Les saveurs permettent de distinguer certaines classes de particules dont les autres propriétés (charge électrique, interactivité) sont similaires. Les dénominations des saveurs ont été introduites par Murray Gell-Mann, baptisant le quark étrange lors de la détection du kaon en 1964.
Génération (physique des particules)En physique des particules, une génération est une division des particules élémentaires. Ces particules diffèrent en fonction de leurs saveurs et de leurs masses mais leurs interactions élémentaires sont les mêmes. Dans le modèle standard de la physique des particules, les fermions sont classés en trois familles ou générations. Chacune d'elles comprend deux quarks (respectivement les up et down , les strange et charm , et les bottom et top ) ; un lepton chargé (respectivement l'électron , le muon et le tau ) ; et un neutrino (respectivement le neutrino électronique , le neutrino muonique et le neutrino tauique ).
Chambre à brouillardUne chambre à brouillard est un détecteur de particules qui montre sous la forme de traînées de condensation le passage des particules nucléaires dans la matière. Il s'agit d'une enceinte (étanche ou non) dans laquelle une phase vapeur d'eau ou d'alcool sursaturée est présente. La sursaturation est créée via deux principes physiques différents : par expansion du volume de l'enceinte via un piston : il s'agit des chambres à expansion ou Chambre de Wilson (1911) ; par refroidissement du support de l'enceinte : il s'agit des chambres à diffusion ou Chambre de Langsdorf (1939).
Détecteur à semi-conducteurUn détecteur à semi-conducteur est un détecteur de particules ou de rayons X ou gamma qui s'appuie sur la technologie des semi-conducteurs. Une particule ayant une énergie suffisante, rencontrant un semi-conducteur, va arracher un électron à un atome du cristal en lui cédant une partie ou la totalité de son énergie sous forme d'énergie potentielle (ionisation) et cinétique. Par exemple, un photon créera des électrons libres dans le milieu par effet photoélectrique, effet Compton ou création de paires.
Champ magnétiqueEn physique, dans le domaine de l'électromagnétisme, le champ magnétique est une grandeur ayant le caractère d'un champ vectoriel, c'est-à-dire caractérisée par la donnée d'une norme, d’une direction et d’un sens, définie en tout point de l'espace et permettant de modéliser et quantifier les effets magnétiques du courant électrique ou des matériaux magnétiques comme les aimants permanents.
Interaction élémentaireQuatre interactions élémentaires sont responsables de tous les phénomènes physiques observés dans l'Univers, chacune se manifestant par une force dite force fondamentale. Ce sont l'interaction nucléaire forte, l'interaction électromagnétique, l'interaction faible et l'interaction gravitationnelle. En physique classique, les lois de la gravitation et de l'électromagnétisme étaient considérées comme axiomes.
IonisationL'ionisation est l'action qui consiste à ajouter ou enlever des charges à un atome ou une molécule électriquement neutre, qui devient ainsi un ion (chargé positivement ou négativement). Elle peut être due à : des causes physiques telles qu'un niveau élevé du potentiel électrique, la présence de radiations ou une température élevée ; des causes chimiques telles qu'une dissolution dans un solvant polaire ; la structure même de la matière, dans les sels fondus, les liquides ioniques et les cristaux ioniques.
Calorimètre (physique des particules)En physique des particules, un calorimètre est un appareil expérimental qui mesure l'énergie des particules en les faisant entrer en contact avec un objet massif tel du plomb. Tout ou partie de l'énergie des particules est alors déposée dans le calorimètre, recueillie et mesurée. Typiquement, les calorimètres peuvent être segmentés transversalement pour fournir des informations sur la direction des particules, et longitudinalement pour fournir des informations sur la forme de la gerbe pendant qu'elle se développe.
Grand collisionneur de hadronsvignette|Tunnel du LHC avec le tube contenant les électroaimants supraconducteurs. Le Grand collisionneur de hadrons (en anglais : Large Hadron Collider — LHC), est un accélérateur de particules mis en fonction en 2008 au CERN et situé dans la région frontalière entre la France et la Suisse entre la périphérie nord-ouest de Genève et le pays de Gex (France). C'est le plus puissant accélérateur de particules construit à ce jour, a fortiori depuis son amélioration achevée en 2015 après deux ans de mise à l'arrêt.
Liquid scintillation countingLiquid scintillation counting is the measurement of radioactive activity of a sample material which uses the technique of mixing the active material with a liquid scintillator (e.g. zinc sulfide), and counting the resultant photon emissions. The purpose is to allow more efficient counting due to the intimate contact of the activity with the scintillator. It is generally used for alpha particle or beta particle detection.
