HISTOIRE et MEMOIRE - La Galerie de l'Histoire - TROIS QUARKS POUR MONSIEUR MARK !

HISTOIRE et MEMOIRE

Christian LE Moulec a publié dans La Galerie de l'Histoire.     Christian LE Moulec 5 février, 13:01 TROIS QUARKS POUR MONSIEUR MARK !  La théorie des quarks a été formulée par le physicien Murray Gell-Mann. Cela lui a valu le prix Nobel de physique en 1969. Le terme « quark » a pour origine une phrase du roman de James Joyce, « Finnegans Wake » soit « Three Quarks for Muster Mark ». Il s’agit là des premiers mots d’une chanson entonnée par un chœur d’oiseaux de mer. On ne sait au juste ce que cela signifiait dans la tête de l’auteur de cet ouvrage qui donne une idée de la théorie des boucles et du renouvellement infini puisque la première portion de phrase de la première page est la suite de la dernière portion de phrase de la toute dernière page. Probablement trois acclamations, ou « trois railleries » selon les notes de Joyce. Toujours est-il que ce fût la phrase inspirante pour Gell-Mann qui baptisa du nom de « quark » sa découverte. D’autant plus que les quarks détestent la solitude et s’associent par trois, voire deux dans certains cas.  Mais revenons à nos moutons…Dans son ouvrage « Comprendre l’Univers », Ludovic Cardon rappelle le modèle standard cosmologique et souligne que sitôt après le Big Bang, l’Univers incroyablement chaud, petit et dense était peuplé de particules et antiparticules fantômes. Une infime fraction de seconde plus tard, les virtualités se matérialisent en quarks, électrons, neutrinos et antiparticules associées à chacun. Et quand une particule rencontre une antiparticule, toutes deux se métamorphosent en photons, etc. etc.  Notre ami le quark est donc le constituant ultime des protons et des neutrons qui composent le noyau des atomes de toute la matière qui nous entoure et dont nous sommes constitués.  Au mitan du XXème siècle, on avait découvert de mystérieuses particules dans les rayonnements cosmiques dont on avait bien du mal à expliquer l’existence. Dans le cadre de ces recherches s’inscrit l’hypothèse du quark composant indivisible de la matière, au même titre que l’électron et le neutrino. Elle a donc été émise vers 1965 par Gell-Mann.  Aujourd’hui, on sait que cette hypothèse est certitude, bien que personne n’ait pu en observer un seul. Il existe six « saveurs » baptisées Up, Down, Strange, Charm, Top et Bottom. Chaque saveur se décline en trois couleurs : vert, bleu et rouge. Bien entendu, tous ces termes ne correspondent pas à des saveurs ou couleurs réelles. C’est une convention pour distinguer les espèces. Chaque espèce possède son antiparticule. Les Up et Down, respectivement chargés électriquement aux 2/3 et 1/3 de l’électron, sont les seuls représentés dans la matière ordinaire, soit l’essentiel de la matière visible de l’Univers. Dans l’état actuel de nos connaissances, il est impossible de séparer les quarks. C’est la force dite nucléaire forte qui les retient. Cette force assure ainsi la cohésion du noyau atomique. On pense que dans les tout premiers temps de l’Univers, les quarks et les gluons (particules médiatrices de la force nucléaire forte) formaient une sorte de bouillon connu sous le nom de plasma quark-gluon. Cette affaire est étudiée au CERN (centre européen de la recherche nucléaire).  Un proton comme un neutron a un rayon de l’ordre du millionième de nanomètre. Quant au quark, on ne sait trop. Selon certaines théories, il serait cent mille fois plus petit. Selon d’autres, il serait encore plus minuscule, de l’ordre de 10 puissance-35 mètre ! Allez savoir !  Pendant cinquante ans, nous avons vécu avec l’image simple du proton comprenant 2 quarks Up et 1 quark Down reliés par des gluons. Mais patatras, voilà qu’aujourd’hui, on nous dit que le cœur du proton ne serait pas aussi simple que ça. Les gluons se transformeraient en d'autres gluons. Ces derniers pouvant se convertir en paires de quarks-antiquarks, et tout ça dans un flot de quarks. Toutes ces transformations s’effectueraient en un temps extrêmement court. Et dans toute cette alchimie, on trouverait des particules plus massives que le proton lui-même (sic). Nous serions donc loin du proton traditionnel avec ses 3 quarks et ses gluons confinant les quarks ensemble.  Ci-dessous :  Ouvrage Finnegans Wake. J. Joyce.  Murray Gell-Mann.  Ouvrage Comprendre l’Univers. L. Cardon.  Image traditionnelle du confinement des quarks.  Image révolutionnaire de ce confinement : un fourmillement de quarks (vert), d’antiquarks (orange) et de gluons (noir) !  Le collisionneur électron-proton Hera, Allemagne.