Modèle standard de la physique des particulesvignette|upright=2.0|Modèle standard des particules élémentaires avec les trois générations de fermions (trois premières colonnes), les bosons de jauge (quatrième colonne) et le boson de Higgs (cinquième colonne). Le modèle standard de la physique des particules est une théorie qui concerne l'électromagnétisme, les interactions nucléaires faible et forte, et la classification de toutes les particules subatomiques connues. Elle a été développée pendant la deuxième moitié du , dans une initiative collaborative mondiale, sur les bases de la mécanique quantique.
NeutrinoLe neutrino est une particule élémentaire du modèle standard de la physique des particules. Les neutrinos sont des fermions de , plus précisément des leptons. Ils sont électriquement neutres. Il en existe trois « saveurs » : électronique, muonique et tauique. L’existence du neutrino a été postulée pour la première fois en 1930 par Wolfgang Pauli pour expliquer le spectre continu de la désintégration bêta ainsi que l’apparente non-conservation du moment cinétique, et sa première confirmation expérimentale remonte à 1956.
Boson de Higgsthumb|De gauche à droite : Kibble, Guralnik, Hagen, Englert et Brout, en 2010. Le boson de Higgs ou boson BEH, est une particule élémentaire dont l'existence, postulée indépendamment en juin 1964 par François Englert et Robert Brout, par Peter Higgs, en août, et par Gerald Guralnik, Carl Richard Hagen et Thomas Kibble, permet d'expliquer la brisure de l'interaction unifiée électrofaible (EWSB, pour l'anglais ) en deux interactions par l'intermédiaire du mécanisme de Brout-Englert-Higgs-Hagen-Guralnik-Kibble et d'expliquer ainsi pourquoi certaines particules ont une masse et d'autres n'en ont pas.
Matière noirevignette|redresse=1.1|Répartition de la densité d'énergie de l'Univers après exploitation des premières données du satellite Planck. La matière noire en est une des composantes principales. La matière noire ou matière sombre, est une catégorie de matière hypothétique, invoquée dans le cadre du Modèle ΛCDM pour rendre compte de certaines observations astrophysiques, notamment les estimations de la masse des galaxies ou des amas de galaxies et les propriétés des fluctuations du fond diffus cosmologique.
Physique au-delà du modèle standardLa physique au-delà du modèle standard se rapporte aux développements théoriques de la physique des particules nécessaires pour expliquer les défaillances du modèle standard, telles que l'origine de la masse, le problème de la violation CP de l'interaction forte, les oscillations des neutrinos, l'asymétrie matière-antimatière, et la nature de la matière noire et de l'énergie noire.
Mécanisme de see-sawLe mécanisme de see-saw, mécanisme de la balancoire ou mécanisme à bascule, en théorie quantique des champs, permet de générer de très petits nombres à partir de nombres « raisonnables » et de grands nombres. Ce mécanisme apparaît notamment dans les théories de grande unification, et en particulier pour expliquer les masses des neutrinos et leur oscillation. Ce modèle produit un neutrino léger, pour chacune des trois saveurs de neutrinos connues, et un neutrino stérile, très lourd et encore non découvert.
LeptogénèseEn cosmologie, la leptogénèse est la formation des leptons dans l'Univers primitif. Les processus responsables de cette leptogénèse, encore mal compris, ont notamment produit une asymétrie entre les leptons et les antileptons peu après le Big Bang, entraînant la domination actuelle des leptons sur les antileptons.
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 .
Minimal Supersymmetric Standard ModelThe Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM) is an extension to the Standard Model that realizes supersymmetry. MSSM is the minimal supersymmetrical model as it considers only "the [minimum] number of new particle states and new interactions consistent with "Reality". Supersymmetry pairs bosons with fermions, so every Standard Model particle has a superpartner yet undiscovered. If discovered, such superparticles could be candidates for dark matter, and could provide evidence for grand unification or the viability of string theory.
Neutrino stérileLe neutrino stérile est un type hypothétique de neutrino qui n'interagit via aucune des interactions fondamentales du modèle standard de la physique des particules, hormis la gravité. C'est un neutrino dextrogyre (autrement dit à chiralité droite) léger ou bien un antineutrino lévogyre qui pourrait s'ajouter au modèle standard, et prendre part aux phénomènes tels que le mélange des neutrinos. Le terme neutrino stérile est utilisé pour le distinguer du neutrino actif du modèle standard, qui dispose d'une charge pour l'interaction faible.
Gauge symmetry (mathematics)In mathematics, any Lagrangian system generally admits gauge symmetries, though it may happen that they are trivial. In theoretical physics, the notion of gauge symmetries depending on parameter functions is a cornerstone of contemporary field theory. A gauge symmetry of a Lagrangian is defined as a differential operator on some vector bundle taking its values in the linear space of (variational or exact) symmetries of . Therefore, a gauge symmetry of depends on sections of and their partial derivatives.
Symétrie (physique)En physique la notion de symétrie, qui est intimement associée à la notion d'invariance, renvoie à la possibilité de considérer un même système physique selon plusieurs points de vue distincts en termes de description mais équivalents quant aux prédictions effectuées sur son évolution. Une théorie physique possède alors une symétrie S, si toute équation dans cette théorie décrit tout aussi correctement une particule ρ qu'une particule -ρ 'symétrique' de ρ.
Potentiel de YukawaUn potentiel de Yukawa (appelé également 'potentiel de Coulomb écranté') est un potentiel de la forme Hideki Yukawa montra dans les années 1930 qu'un tel potentiel provient de l'échange d'un champ scalaire massif tel que celui d'un pion de masse . La particule médiatrice du champ possédant une masse, la force correspondante a une portée inversement proportionnelle à sa masse. Pour une masse nulle, le potentiel de Yukawa devient équivalent à un potentiel coulombien, et sa portée est considérée comme infinie.
Mathematical formulation of the Standard ModelThis article describes the mathematics of the Standard Model of particle physics, a gauge quantum field theory containing the internal symmetries of the unitary product group SU(3) × SU(2) × U(1). The theory is commonly viewed as describing the fundamental set of particles – the leptons, quarks, gauge bosons and the Higgs boson. The Standard Model is renormalizable and mathematically self-consistent, however despite having huge and continued successes in providing experimental predictions it does leave some unexplained phenomena.
Inflation cosmiquevignette |upright=1.5 |Inflation cosmique (en beige), avant seconde. L'inflation cosmique est un modèle cosmologique s'insérant dans le paradigme du Big Bang lors duquel une région de l'Univers comprenant l'Univers observable a connu une phase d'expansion très rapide qui lui aurait permis de grossir d'un facteur considérable : au moins 10 en un temps extrêmement bref, compris entre 10 et 10 secondes après le Big Bang. Ce modèle cosmologique offre une solution à la fois au problème de l'horizon et au problème de la platitude.
Top quark condensateIn particle physics, the top quark condensate theory (or top condensation) is an alternative to the Standard Model fundamental Higgs field, where the Higgs boson is a composite field, composed of the top quark and its antiquark. The top quark-antiquark pairs are bound together by a new force called topcolor, analogous to the binding of Cooper pairs in a BCS superconductor, or mesons in the strong interactions.
Split supersymmetryIn particle physics, split supersymmetry is a proposal for physics beyond the Standard Model. It was proposed separately in three papers. The first by James Wells in June 2003 in a more modest form that mildly relaxed the assumption about naturalness in the Higgs potential. In May 2004 Nima Arkani-Hamed and Savas Dimopoulos argued that naturalness in the Higgs sector may not be an accurate guide to propose new physics beyond the Standard Model and argued that supersymmetry may be realized in a different fashion that preserved gauge coupling unification and has a dark matter candidate.
Cosmologie observationnelleLa cosmologie observationnelle est une sous-branche de l'astrophysique qui étudie la cosmologie à l'aide d'observations. Elle vise à mesurer les grandeurs physiques liées aux paramètres cosmologiques. Bien que ses origines remontent aux premières observations du cosmos, la cosmologie observationnelle devient un domaine scientifique spécifique à partir des années 1920. Elle a pour principaux objets d'analyse les frontières observationnelles de l'Univers, de l'infiniment petit jusqu'à l'infiniment grand, ainsi que la structure et la dynamique de ce dernier.
Observatoire de neutrinosthumb|Intérieur de , un détecteur de neutrinos lancé en 2002. Un observatoire de neutrinos est un dispositif permettant de détecter les neutrinos. En raison de la très faible interaction des neutrinos avec la matière, ces dispositifs doivent être très étendus pour en détecter un nombre significatif. De tels observatoires sont souvent construits sous terre, pour isoler le détecteur des rayons cosmiques et autres rayonnements d'arrière-plan. De nombreuses méthodes de détection ont été inventées.
Interaction de YukawaEn physique des particules, l'interaction de Yukawa est une interaction entre un champ scalaire φ et un champ de Dirac ψ de type : (scalaire) ou (pseudoscalaire). Cette interaction porte le nom du physicien japonais Hideki Yukawa. Cette interaction s'effectue entre les nucléons d'un atome et permet de maintenir le noyau atomique en place. Cette interaction consiste pour les nucléons de s'échanger des pion (particule) qui peuvent transformer des neutrons en protons et vice-versa.
