Concrètement, à quoi ressemble ce Modèle Standard sur papier ?

Il s’agit d’une formule faisant une page A4 de long. Vous appelez ça une belle théorie ? Ho oui, elle est peut-être longue, mais elle décrit un nombre incroyable de choses.  Et à l’aide des outils mathématiques décrits précédemment, elle est d’une étonnante simplicité (enfin, tout est relatif). Elle décrit les quarks, les électrons, les neutrinos, les fermions, les bosons, …

Boson et fermion, ça veut dire quoi ?

Dans l’introduction, je parlais de ces particules qui véhiculaient les interactions fondamentales comme le photon. Toutes ces particules messagères sont un peu spéciales et sont des bosons. Elles permettent aux particules de matière de communiquer. Ces particules, telles que l’électron et les quarks, sont elles appelées des fermions.

 

Nous avons donc des fermions qui communiquent à l’aide de bosons. Mais les bosons sont très à cheval sur le règlement et n’interagissent qu’avec certaines classes de particules. Le photon par exemple qui est le messager de la force électromagnétique (celle qui fait, par exemple, s’attirer ou se repousser des aimants) ne s’occupera que des particules qui ont une charge.

 

Les termes comme boson et fermion sont donc une terminologie qui prend sa source dans le fait que dans la longue formule qu’est le Modèle Standard certaines particules se comportent de manière similaire.

Qu’est-ce que la masse ?

Nous pouvons dire deux choses sur la masse. D’une part, cette propriété fait en sorte que deux corps massifs s’attirent. Tout comme la terre nous attire et que donc nous somme « collés » à elle. D’autre part, la masse décrit la manière dont un objet peut changer de vitesse sous l’effet d’une accélération. Prenons par exemple un camion et une voiture roulant à la même vitesse. Supposons que les deux véhicules freinent en même temps. Le camion étant plus massif, il mettra plus de temps à s’arrêter que la voiture.Au plus la masse est élevée, au moins l’objet peut changer de vitesse facilement. C’est ce que l’on appelle l’inertie.

Et une particule de masse nulle, que fait-elle alors ?

Hé bien elle n’a pas le choix, elle doit toujours être en mouvement et voyager à une vitesse donnée qu’est la vitesse de la lumière. De plus, aucun objet massif ne peut avoir une vitesse supérieure ou égale à la vitesse de la lumière, comme le dit la théorie de la relativité restreinte.

 

Mais alors, où est définie la masse des particules dans le Modèle Standard ?

Elle ne l’est pas. Ou du moins, elle ne l’est pas de manière directe. Si vous prenez notre modèle et que vous tentez de donner une masse aux particules, toute la machinerie s’écroule car elle prédit des choses complètement aberrantes.