Interactiongravitationélectro- magnétisme faibleforte quantagraviton photon  gluon sourcemassecharge électrique charge faible couleur couplage0.53x10.

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2 Interactiongravitationélectro- magnétisme faibleforte quantagraviton photon  gluon sourcemassecharge électrique charge faible couleur couplage0.53x10 -38 1/1371.02x10 -5 1 portée (m)10 -18 10 -15

3 fermions J=1/2 leptons: charged e -,     feel weak+electromagnetic interactions neutrinos e,    feel weak interaction alone quarks u, d, s, c, b, t feel in addition the strong interaction, and are confined in hadrons: baryons (fermions): examples m p c 2 =938.27 MeV m  c 2 =1115.68 MeV mesons (bosons): examples m  c 2 =139.56 MeV m K+ c 2 =493.68 MeV m J/  c 2 =3096.88 MeV

4 Noyaux : Z protons+N neutrons = A nucléons liés par l’interaction forte m p c 2 =938.2731 MeV m n c 2 =939.56563 MeV (1 eV/c 2 =1.782x10 -36 kg) (m e c 2 =0.511 MeV) Masse: Énergie de liaison B/A (MeV)

5 Rayon du noyau:

6 Les noyaux stables sont dans la vallée de stabilité Noyaux riches en neutrons: désintégration  - : Noyaux riches en protons : désintégration  + : ou capture d’électrons (EC): La désintégration  est induite par l’interaction faible

7 réaction: Collisions élastiques: Collisions inélastiques: Production d’énergie par réaction exotherme fusion: (soleil) (bombe, tokamak) fission: (réacteur) faisceau cible  =section efficace

8 Standard model, the fermions J=1/2 leptons (lepton number L=1) quarks (baryonic number B=1/3) color flavor CP l =e,  B, L conserved

9 Standard model, the gauge bosons J=1

10 Higgs mass generation Introduce weak complex doublet Three degrees of freedom absorbed by Fourth one is a massive scalar Higgs particle H Vacuum expectation value Fermion coupling: fermions have masses!

11 Coupling to fermions determined by gauge invariance Electroweak: CKM CC NC el. mag

12 m z c 2 =91.1876+-0.0021 GeV

13 Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (CKM) Can be parametrized as CP violating phase Tiny CP asymmetry between particles and antiparticles example

14 Strong, QCD 3 colors (« charge ») c= r, g, b quanta: gluon g(cc) quarks: q(c) q(r) q(b) gsgs gsgs q(b) q(r) g(rb) quark-quark interaction gluon-gluon interaction g(rb) g(gb) g(rg)

15 Tests of the standard model 1) 2) p+p (>2x500 GeV): 3) 4) H atom: 5) e + e - (90 GeV): The missing piece: the Higgs H, (m H =?); LHC?

16 Radiative corrections Charges and couplings are renormalized!