Introduction to gauge theoryA gauge theory is a type of theory in physics. The word gauge means a measurement, a thickness, an in-between distance (as in railroad tracks), or a resulting number of units per certain parameter (a number of loops in an inch of fabric or a number of lead balls in a pound of ammunition). Modern theories describe physical forces in terms of fields, e.g., the electromagnetic field, the gravitational field, and fields that describe forces between the elementary particles.
Jet (physique des particules)A jet is a narrow cone of hadrons and other particles produced by the hadronization of a quark or gluon in a particle physics or heavy ion experiment. Particles carrying a color charge, such as quarks, cannot exist in free form because of quantum chromodynamics (QCD) confinement which only allows for colorless states. When an object containing color charge fragments, each fragment carries away some of the color charge. In order to obey confinement, these fragments create other colored objects around them to form colorless objects.
Théorie quantique des champsvignette|296x296px|Ce diagramme de Feynman représente l'annihilation d'un électron et d'un positron, qui produit un photon (représenté par une ligne ondulée bleue). Ce photon se décompose en une paire quark-antiquark, puis l'antiquark émet un gluon (représenté par la courbe verte). Ce type de diagramme permet à la fois de représenter approximativement les processus physiques mais également de calculer précisément leurs propriétés, comme la section efficace de collision.
PhysiqueLa physique est la science qui essaie de comprendre, de modéliser et d'expliquer les phénomènes naturels de l'Univers. Elle correspond à l'étude du monde qui nous entoure sous toutes ses formes, des lois de ses variations et de leur évolution. La physique développe des représentations du monde expérimentalement vérifiables dans un domaine de définition donné. Elle produit plusieurs lectures du monde, chacune n'étant considérée comme précise que jusqu'à un certain point.
Gauge theory (mathematics)In mathematics, and especially differential geometry and mathematical physics, gauge theory is the general study of connections on vector bundles, principal bundles, and fibre bundles. Gauge theory in mathematics should not be confused with the closely related concept of a gauge theory in physics, which is a field theory which admits gauge symmetry. In mathematics theory means a mathematical theory, encapsulating the general study of a collection of concepts or phenomena, whereas in the physical sense a gauge theory is a mathematical model of some natural phenomenon.
Classical field theoryA classical field theory is a physical theory that predicts how one or more physical fields interact with matter through field equations, without considering effects of quantization; theories that incorporate quantum mechanics are called quantum field theories. In most contexts, 'classical field theory' is specifically intended to describe electromagnetism and gravitation, two of the fundamental forces of nature. A physical field can be thought of as the assignment of a physical quantity at each point of space and time.
Accélérateur de particulesUn accélérateur de particules est un instrument qui utilise des champs électriques ou magnétiques pour amener des particules chargées électriquement à des vitesses élevées. En d'autres termes, il communique de l'énergie aux particules. On en distingue deux grandes catégories : les accélérateurs linéaires et les accélérateurs circulaires. En 2004, il y avait plus de dans le monde. Une centaine seulement sont de très grosses installations, nationales ou supranationales.
Particule virtuelleEn physique, une particule virtuelle est une fluctuation quantique transitoire, dont les caractéristiques sont proches de celles d'une particule ordinaire, mais qui existe pendant un temps limité du fait du principe d'incertitude. Le concept de particule virtuelle vient de la théorie des perturbations de la théorie quantique des champs dans laquelle les interactions entre particules ordinaires sont décrites en termes d'échanges de particules virtuelles. vignette|Échange d'une particule entre p1 et p2.
Gauge covariant derivativeIn physics, the gauge covariant derivative is a means of expressing how fields vary from place to place, in a way that respects how the coordinate systems used to describe a physical phenomenon can themselves change from place to place. The gauge covariant derivative is used in many areas of physics, including quantum field theory and fluid dynamics and in a very special way general relativity. If a physical theory is independent of the choice of local frames, the group of local frame changes, the gauge transformations, act on the fields in the theory while leaving unchanged the physical content of the theory.
Precision tests of QEDQuantum electrodynamics (QED), a relativistic quantum field theory of electrodynamics, is among the most stringently tested theories in physics. The most precise and specific tests of QED consist of measurements of the electromagnetic fine-structure constant, α, in various physical systems. Checking the consistency of such measurements tests the theory. Tests of a theory are normally carried out by comparing experimental results to theoretical predictions.
Michael AtiyahSir Michael Francis Atiyah, né le à Londres et mort le , est un mathématicien anglais d'origine libanaise, fils de l'écrivain Edward Atiyah. Il est professeur à l'université d'Oxford, à l'université de Cambridge et à l'université de Princeton. Membre de la Royal Society depuis 1962, il en est président de 1990 à 1995. Il est lauréat de la médaille Fields 1966, du prix Abel 2004 et de la grande médaille 2010.
Problème de la hiérarchieEn physique théorique, le problème de la hiérarchie concerne la divergence considérable entre les propriétés de la force faible et celles de la force gravitationnelle. Il n'y a aucun consensus scientifique sur ses causes, par exemple pourquoi la force faible est 10 fois plus intense que la gravitation ? Un problème de hiérarchie apparaît quand la valeur fondamentale d'un paramètre physique, tel qu'une constante de couplage ou une masse, dans un lagrangien est profondément différente de sa valeur mesurée (dite « effective ») lors d'une expérience.
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.
Boson de jaugeEn physique des particules, un boson de jauge est une particule élémentaire de la classe des bosons qui agit comme porteur d'une interaction élémentaire. Plus spécifiquement, les particules élémentaires dont les interactions sont décrites par une théorie de jauge exercent l'une sur l'autre des forces par échange de bosons de jauge, généralement sous forme de particules virtuelles. Le modèle standard décrit trois sortes de bosons de jauge : les photons, les bosons W et Z et les gluons.
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.
Event (particle physics)In particle physics, an event refers to the results just after a fundamental interaction takes place between subatomic particles, occurring in a very short time span, at a well-localized region of space. Because of the uncertainty principle, an event in particle physics does not have quite the same meaning as it does in the theory of relativity, in which an "event" is a point in spacetime which can be known exactly, i.e., a spacetime coordinate.
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.
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.
LeptonEn physique des particules, un lepton est une particule élémentaire de spin qui n'est pas sensible à l'interaction forte. La famille des leptons est constituée des électrons, des muons, des tauons, des neutrinos respectifs et des antiparticules de toutes celles-ci. Le terme lepton provient du mot grec (« léger ») et se réfère à la faible masse du premier lepton découvert, l'électron, par rapport aux nucléons.
Théorie de jaugeEn physique théorique, une théorie de jauge est une théorie des champs basée sur un groupe de symétrie locale, appelé groupe de jauge, définissant une « invariance de jauge ». Le prototype le plus simple de théorie de jauge est l'électrodynamique classique de Maxwell. L'expression « invariance de jauge » a été introduite en 1918 par le mathématicien et physicien Hermann Weyl. La première théorie des champs à avoir une symétrie de jauge était la formulation de l'électrodynamisme de Maxwell en 1864 dans .
