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24 septembre 2003 Journee daccueil des collégiens Alain Blondel 1 = PHYSIQUE DES PARTICULES Savez vous ce quest une particule? …………….? Nous non plus! Université.

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1 24 septembre 2003 Journee daccueil des collégiens Alain Blondel 1 = PHYSIQUE DES PARTICULES Savez vous ce quest une particule? …………….? Nous non plus! Université de Genève DPNC Département de Physique Nucléaire et Corpusculaire

2 24 septembre 2003 Journee daccueil des collégiens Alain Blondel 2 QUELQUES ECHELLES homme 1,8 mètres mesure habituelle (vernier) 0,1 mm = 1/ m m microscope 1 micron = 1/ m m microscope électronique 1 atome = 1/ m m physique nucléaire 1 noyau = 1/ m physique des particules … m De plus en plus petit: De plus en plus énergique: Lumière visible (0,6 microns): 2,5 électrons-volts électrons dans un tube de télévision électrons volts electrons de LEP au CERN (2000) électron-volts = 100 GIGA eV (GeV) protons du LHC au CERN (2005) électron-volts = 14 TERA eV (TeV) De plus en plus proche des origines de lunivers : m = 100 GeV = énergie par particule = secondes après le BIG BANG BIG BANG

3 24 septembre 2003 Journee daccueil des collégiens Alain Blondel 3

4 m Atome = noyau + électrons m Noyau = protons+neutrons < m protons et neutrons = 3 quarks Quark up charge 2/3 Quark down charge -1/3 Electron charge -1 Proton= 2 up + 1 down Neutron= 1 up + 2 down Charge= Nos amies les particules élementaires Toute ressemblance avec des particules ayant rellement existé serait entièrement fortuite Neutrino charge 0 Les quarks ne se rencontrent jamais seuls toujours en couple ou en ménage à trois:

5 24 septembre 2003 Journee daccueil des collégiens Alain Blondel 5 Vous et moi sommes faits d électrons et quarks Les électrons et les quarks sont élémentaires pour autant que nous sachions, ils nont pas de structure. Les électrons et quarks se conservent dans les réactions chimiques et physiques. Leur nombre na pas varié depuis le commencement de lunivers, et ils nous survivront longtemps après notre mort….

6 24 septembre 2003 Journee daccueil des collégiens Alain Blondel 6 3 familles de particules! Les muons sont des particules très semblables aux électrons abondants dans les rayons cosmiques (chambre à étincelles!) instables (2,2 microsecondes) et 200 fois plus lourds que les électrons. Muon = réplique de lélectron ???? e e d u Première famille mc 2 = GeV mc 2 ?=? eV mc 2 =0.005 GeV mc 2 =0.003 GeV eV strange charm Seconde famille GeV GeV 1.5 GeV beauté top Troisième famille 1,77 GeV eV 5 GeV mc 2 =175 GeV

7 24 septembre 2003 Journee daccueil des collégiens Alain Blondel 7 Récemment la masse des neutrinos a été mise en évidence ( ) Pourquoi 12 ordres de grandeurs de différence entre les fermions?

8 24 septembre 2003 Journee daccueil des collégiens Alain Blondel 8 Démarrage 2008 (pour votre diplôme/PhD)

9 24 septembre 2003 Journee daccueil des collégiens Alain Blondel 9 Pourquoi ces masses, et pourquoi sont elles si differentes? BOSON DE HIGGS?/Mécanisme de HIGGS?/SUPERSYMETRIE ou COMPOSITES? Le HOLY GRAIL (ou lArlésienne?) de la physique des particules Si nous avons posé la bonne question….. LHC aura la réponse… --> ATLAS Un grand mystere

10 24 septembre 2003 Journee daccueil des collégiens Alain Blondel 10 Nos amies les (anti-)particules élementaires E = m c 2 Lénergie peut se transformer en masse (c.a.d. en particules) et réciproquement Ce sont les expériences que nous avons faites au LEP! Et que nous ferons au LHC... Accélérateur -> -> détecteurs (100 GeV+100 GeV)LEP 7000 GeV+7000 GeV LHC ENERGIE Particule + anti-particule

11 24 septembre 2003 Journee daccueil des collégiens Alain Blondel 11 ATLAS P (7 TeV) 42 mètres Démarrage 2008 (pour votre diplôme/PhD)

12 24 septembre 2003 Journee daccueil des collégiens Alain Blondel 12 ENERGIE Particule + anti-particule UN AUTRE MYSTERE….. Il devrait y avoir autant de matière que danti-matière dans lunivers… où est passée lanti-matière? --> recherche danti-matière dans lespace AMS lancement 2006 données 2007

13 24 septembre 2003 Journee daccueil des collégiens Alain Blondel 13


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