Annexes, définitions, glossaire

Boson : particule qui a un moment angulaire intrinsèque entier mesuré en unité de h-bar (spin=0,1,2,..). Toutes les particules sont soit des fermions soit des bosons. Les particules constituées d'un nombre pair de fermions (quarks) sont également des bosons.

Boson Z⁰ : particule messagère de l'interaction faible. Elle est impliquée dans tous les processus d'interaction faible qui ne changent pas la saveur.

Bosons W⁺, W^- : particules messagères de l'interaction faible. Ils sont impliqués dans les processus d'interaction faible avec changement de la charge électrique.

DEL (ou LED): Diode ElectroLuminescente, composant électronique ne laissant passer le courant que dans un sens, doté d'un très petit bulbe émettant de la lumière. Ici notre diode permet d'émettre un lumière de 420nm ce qui permet d'ajuster tous les PM au même niveau pour qu'il soit capable de capter la même particule sans différence.

Électron : l’électron est une particule élémentaire stable. Il possède une charge électrique négative, une très petite masse (près de 2 000 fois plus petite que celle de l’atome le plus léger, l’hydrogène), et un moment angulaire propre appelé spin, auquel est lié un moment magnétique intrinsèque.

Électroscope: Les électroscopes simples sont constitués par un plateau relié par un conducteur à deux feuilles conductrices de masse très faible (feuilles d'or ou mylar métallisé). Une boite métallique avec des fenêtres vitrées (pour l'observation des feuilles) sert d'écran électrostatique et protège les feuilles des courants d'air.
Quand les feuilles sont chargées elles portent des charges de même signe qui se repoussent et les feuilles s'écartent. La déviation est  d'autant plus importante que la charge est grande.

Électron volt: En physique des particules,l'électron-volt (eV) est utilisé pour définir les très petites masses. Cette unité d'énergie représente 1,6.10-19 joule. L'équivalence énergie masse est donnée par la formule d'Einstein: E = mc2, lorsque la particule est au repos. Alors 1 eV = 1,8.10-39 g. Pour passer des énergies (en eV) aux températures absolues (en °K), il suffit de multiplier par 104 . Ainsi 1 million d' eV (106) équivalent à 10 milliards de degrés K (1010).

Fluorescence: Processus dans lequel un atome absorbe de la lumière à une longueur d'onde et la ré émet immédiatement à une autre longueur d'onde.  Dans une comète, les ions CO⁺, après avoir absorbé la lumière du Soleil, ré émettent par fluorescence une lumière bleue qui donne sa couleur à la queue d'ions (le monoxyde de carbone CO est, après l'eau, l'élément le plus abondant dans les comètes).
Dans les lampes fluorescentes (tubes au néon), un gaz émet de la lumière ultraviolette lorsqu’il est traversé par une décharge électrique.  Un revêtement de phosphore absorbe cette lumière ultraviolette et la transforme par fluorescence en lumière visible.

Interaction électrofaible : dans le Modèle Standard, les interactions électromagnétique et faible sont unifiées : les physiciens parlent donc d'interaction électrofaible pour inclure les deux.

Interaction électromagnétique : interaction entre particules ayant une charge électrique, par l'échange d'un photon; ceci inclut les interactions magnétiques.

Interaction faible : responsable de tous les procédés dans lesquels la saveur change, donc de l'instabilité des leptons et quarks lourds, et des particules contenant ces derniers. Des interactions faibles qui ne changent pas la saveur ont également pu être observées.

Interaction fondamentale : les interactions fondamentales sont au nombre de quatre : interaction forte, électromagnétique, faible et gravitationnelle (quatre types d'interaction sont nécessaires pour expliquer tous les phénomènes physiques) . La théorie prédit l'existence d'un autre mécanisme d'interaction fondamental, responsable de la masse des particules élémentaires.

Interaction forte : responsable de la liaison des quarks, antiquarks et gluons pour former des hadrons. L'interaction nucléaire forte est responsable de la force de liaison nucléon nucléon dans le noyau atomique.

Interaction gravitationnelle : interaction entre objets massifs due au rapport énergie masse.

Interaction résiduelle : interaction entre des objets n'ayant pas de charge mais contenant des constituants qui ont une charge. Bien que quelques substances chimiques mettent en jeu des ions électriquement chargés, la majorité de la chimie est due aux interactions électromagnétiques entre des atomes électriquement neutres. L'interaction nucléaire forte entre protons et neutrons est responsable de la liaison du noyau.

Ion: atome ou groupement d'atome portant une charge électrique positive (cation) ou négative (anion).

Leptons: Il y a 6 leptons : 3 d'entre eux ont une charge électrique et 3 sont neutres. Le lepton chargé le plus connu est l'électron. Les 2 autres leptons chargés sont le muon et le tau, qui sont essentiellement des électrons de masse plus grande. Les leptons chargés ont tous une charge électrique négative.
 Les 3 autres leptons sont les neutrinos. Ils n'ont pas de charge électrique et peu, sinon pas, de masse. Il y a un type de neutrino pour chaque type de lepton électriquement chargé. A chacun des 6 leptons est associé un lepton d'antimatière (antilepton) avec une masse égale et une charge opposée.

Molécule: ensemble d'atomes ayant une forme donnée et porteur d'énergie. Les protéines, les lipides ou les sucres, par exemple, sont des molécules. Les êtres vivants, les aliments, les objets qui nous entourent sont constitués d'un assemblage de molécules.

Muon : Particule instable de spin 1/2 de la famille des leptons (symbole m), de masse égale à environ 206 fois celle de l'électrons de charge +e, de durée de vie égale à 2,2.10^-6 (désintégration en un positron et deux neutrinos).

Neutrino (n ) : lepton sans charge électrique. Les neutrinos ne participent qu'aux interactions faibles et sont de ce fait très difficiles à détecter. Il y a trois types (saveur) de neutrinos, tous sont très légers et ont probablement une masse, si elle n'est pas nulle, extrêmement petite devant celle des autres particules.

Neutron (n) : baryon ayant une charge électrique nulle; c'est un fermion constitué de deux quarks down (bas) et d'un quark up (haut), maintenus ensemble par des gluons. La partie neutre d'un noyau atomique est faite de neutrons. Différents isotopes du même élément ont des nombres différents de neutrons dans leur noyau (par exemple le carbone 12 et le carbone 14).

Particules: objet physique, notion de base de la physique moderne. Parmi les particules stable figurent les électrons, les protons, les neutrinos, les photons...Une particule est doté de certain attribut caractéristique comme sa masse, sa charge électrique, son spin, sa durée de vie, sa parité. A chaque particule est associé une antiparticule, de même masse, de même spin, mais dont la charge est opposée

Photocathode: fonctionne par effet photoélectrique, ce qui signifie qu'un photon (particule de lumière) va exciter suffisamment un atome de la photocathode pour lui arracher un électron. Cet électron va transiter à travers la photocathode pour sortir ensuite dans l'espace de focalisation (où il règne le vide). La couche de matière qui sert de photocathode est très faible (quelques centaines de nanomètres au maximum), elle est donc déposée sur une couche de verre qui sert de fenêtre d'entrée au photomultiplicateur, pour un PM courant, une efficacité  maximum pour des longueurs d'onde de l'ordre de 400- 440 nm (bleu).

Photons : ce sont les particules élémentaires associées aux interactions électromagnétiques entre particules chargées, comme les électrons ou les protons. Il se trouve que ce sont ces mêmes particules qui excitent la rétine de nos yeux et nous permettent de voir, d’où leur appellation de " grains de lumière ". Ce sont elles en effet qui composent ce que nous appelons la lumière, mais il existe aussi des photons parfaitement invisibles, comme les rayons X, justement, les infrarouges ou bien encore… les ondes radios !

Proton: L'un des deux types de nucléons constituants des noyaux (avec le neutron). Le proton a une masse de 1,0072765 uma (unité de masse atomique) c'est-à-dire environ 1,672E-27 kg, soit en équivalent énergie 938,2719 MeV. Sa charge électrique est positive et égale en valeur absolue à celle de l'électron. C'est également le noyau de l'atome le plus léger : l'hydrogène. A l'inverse du neutron, le proton semble stable ou tout au moins doté d'une durée de vie extrêmement longue (même si les théories de "grande unification" des interaction électromagnétique, nucléaire faible et nucléaire forte prévoient la possibilité de sa désintégration).

Quark (q) : fermion élémentaire subissant toutes les interactions. Les quarks ont une charge électrique de +2e/3 (up, charm, top) ou de -e/3 (down, strange, bottom) , alors que la charge du proton est de +e.

Quark bottom : la cinquième saveur de quark ( par ordre croissant de masse), avec une charge électrique -e/3. On l'appelle aussi "beauté".

Quark charmé : la quatrième saveur de quark (par ordre croissant de masse), avec une charge électrique +2e/3.

Quark down (d) : la seconde saveur d'un quark (par ordre croissant de masse ), avec une charge électrique -e/3.

Quark étrange (s) : la troisième saveur de quark (par ordre croissant de masse), avec une charge électrique -e/3.

Quark top : la sixième saveur de quark (par ordre croissant de masse), avec une charge électrique +2e/3. Sa masse est bien plus importante que celle de tout les autres quark et leptons. On l'appelle aussi truth (vérité).

Quark up (u) : la saveur la plus légère de quark (par ordre croissant de masse), avec une charge électrique +2e/3.

Radioactivité: Le phénomène de radioactivité est le processus utilisé par les noyaux instables pour évoluer vers une plus grande stabilité. Il existe plusieurs types de radioactivité : - la radioactivité alpha, - la radioactivité bêta (bêta- ou bêta+) mais aussi : - la capture électronique, - la conversion interne. et beaucoup plus rarement : - l'émission de protons, - l'émission de neutrons on peut même avoir une émission d'agrégats de nucléons ressemblant à des noyaux plus lourds (carbone, oxygène, néon...).
 

Rayonnements alpha : correspondent à l’émission d’un noyau d’hélium. Leur pouvoir de pénétration est très faible et il suffit d’une simple feuille de papier pour les arrêter. Ils sont peu pénétrants et donc peu dangereux par irradiation externe. Ils sont en revanche très nocifs par irradiation interne quand ils sont introduits à l’intérieur de l’organisme.

Rayonnements bêta : la particule émise est un électron. Leur pouvoir de pénétration est faible et ils peuvent être arrêtés par une feuille d’aluminium de quelques millimètres. Ils peuvent cependant pénétrer dans l’épiderme et même atteindre le derme.

Rayonnements gamma : sont de nature électromagnétique et ont un très grand pouvoir de pénétration. Pour les arrêter, il faut plusieurs centimètres de plomb ou de béton. Ils traversent donc facilement l’organisme et sont donc très dangereux en irradiation externe.

Relativité: terme désignant deux théorie fondamentales de la physique moderne, dues à Einstein, la relativité restreinte (1905) qui rend les lois du mouvement compatibles avec l'électromagnétisme de Maxwell et la relativité générale (1915) qui constitue la théorie moderne de la gravitation.

Saveur : nom utilisé pour distinguer les 6 types de quarks (up, down, strange, charm, bottom ou beauty, top ou truth, que l'on peut traduire en français par en haut, en bas, étrange, charme, bas ou beauté, sommet ou vérité) et à laquelle on associe un nombre quantique (l'étrangeté par exemple). On distingue aussi 6 saveurs de leptons. Pour chaque saveur de lepton chargé il existe une saveur de neutrino. En d'autres termes, la saveur est le nombre quantique qui différencie les différents types de quarks et de leptons. Chaque saveur de quark et de leptons chargé a une masse différente. Pour les neutrinos, nous ne savons pas encore s'ils possèdent une masse ou non, bien que les récents résultats de l'expérience SuperKamiokande tendent à prouver qu'ils ont une masse très faible, mais non nulle.

Supernovae: Explosion et destruction d'une étoile très massive avant de se transformer en nébuleuse renfermant les atomes complexes qui ont été synthétisés dans l’étoile, et qui seront utilisés ensuite pour fabriquer d’autres étoiles.

Trou noir: Région de l'espace dans laquelle une masse est concentrée de façon si dense que rien, même pas la lumière ne peut s'en échapper. Il s'agit de résidus terminaux de l’évolution de très grosses étoiles ; du fait de leur masse énorme, la gravitation y est extrêmement puissante ; les trou noirs absorbent la matière et aussi le rayonnement qui les entoure : ils sont donc invisibles et ne peuvent être détectés que par leurs effets sur les corps célestes qui les entourent.

 Spectrométrie: