Chromodynamique quantique
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La chromodynamique quantique, ou en abrégé QCD, est une théorie physique qui décrit l’interaction forte, l’une des forces fondamentales. Elle fut proposée en 1973 par H. David Politzer, Frank Wilczek et David Gross (qui reçurent le prix Nobel de physique en 2004 pour ces travaux) pour comprendre la structure des protons, neutrons et particules similaires. Elle utilise la théorie quantique des champs pour rendre compte de l’interaction en quarks et gluons.
D’après cette théorie, les quarks sont confinés dans les particules qu’ils constituent et possèdent une propriété nommée « couleur » bleue, verte ou rouge, analogue à la charge électrique de la force électrostatique. Un autre principe fondamental de la théorie est qu’une particule constituée de quarks doit toujours avoir une couleur résultante blanche.
Le confinement des quarks provient du fait que la force qui les lie croît avec la distance. Lorsque celle-ci est très faible, les quarks n’interagissent presque pas entre eux, tandis que plus ils s’écartent et plus l’interaction s’intensifie. Ce phénomène est appelé la liberté asymptotique. Cela explique le confinement des quarks : prenons l’exemple d’un baryon (particule composée de 3 quarks). Si l’on essaye d’écarter un quark, il faut lui fournir une certaine énergie. Mais comme l’interaction forte croît avec la distance, il faudra fournir de plus en plus d’énergie, jusqu’à un certain niveau où l’énergie fournie permettra la création d’une paire quark-antiquark et on obtiendra ainsi un méson (particule composée de 1 quark et 1 antiquark) et un baryon. C’est pour cela que l’on obtient des jets hadroniques durant les collisions dans les accélérateurs de particules, et non des jets de quarks.
La chromodynamique quantique est une part importante du modèle standard de la physique des particules. Le terme « chromodynamique » vient du mot grec chrôma qui signifie couleur.
De manière plus précise, la chromodynamique quantique décrit l’interaction forte comme un groupe de jauge particulier sur la couleur des quarks, nommé groupe de jauge SU(3) (pour special unitary group, groupe spécial unitaire de degré 3).
La chromodynamique quantique a permis de prédire de nombreux effets, tels le confinement des quarks, les condensats de fermions et les instantons.
Une version discrète de la théorie, nommée chromodynamique quantique sur réseau et développée en 1974 par Kenneth G. Wilson, a permis d’obtenir certains résultats précédemment incalculables.
[modifier] Voir aussi
- Interaction forte
- Théorie quantique des champs
- Théorie de jauge
- Condensat de fermion
- Chromodynamique quantique sur réseau
[modifier] Liens
- un site de vulgarisation pour la chromodynamique quantique (entre autres) : [1]
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