Le modèle standard

Le Modèle standard est la théorie que l'univers tel qu'on le connait est constitué de 12 particules et de 4 forces dites fondamentales. Celles-ci seraient à l'origine de tout ce que l'on connait.De la bactérie à la Baleine, du caillou au gratte-ciel, du crayon à la fusée, de la Terre à l'univers observable; tout cela constitué d'uniquement 12 particules et 4 forces. 

Cela peut paraître fou au premier abord, mais le modèle standard est basé sur de solides fondements expérimentaux et tout prête à y croire. On croit depuis longtemps aux atomes mais leur existence n'à été prouvée que depuis peu. Alors pourquoi ne pas croire à la théorie de l'encore plus petit, si petit qu'impossible à diviser?...En réalité ce modèle restera incertain tant que notre façon d'observer le microscopique n'aura pas évoluée. Effectivement,nos modes d'observation se basent sur la lumière. Mais les particules fondamentales sont si petites que le photon (à l'origine de la lumière ), n’interagit pas avec celles-ci. Malgré cela, pour la communauté astrophysique, le modèle standard est une des seules théorie dans laquelle presque tous les astrophysiciens s'entendent. Mais venons-en au faits.

Quels sont ces 16 constituants?

Les particules du modèle standard sont divisés en 2 grandes familles: les fermions (qui constituent la matière) et les bosons (les forces et tout ce qui n'est pas de la matière( la lumière, les ondes)... La famille des fermions est elle-même divisés en 2 plus petites familles: la famille des quarks et celle des leptons.Il existe 3 générations de quarks. Dans la première, on retrouve les quarks up et down. Ce sont les particules les plus courantes.
Ce sont eux qui constituent la Terre et ce qui s'y trouve. Effectivement, en s'associant par groupe de 3, ils forment les protons et les neutrons qui constituent le noyau de tous les atomes. Dans la seconde génération, on retrouve les quarks charm et strange. Ceux-ci ont une masse plus importante que la première mais sont très instables et n'apparaissent que très peu de temps. Dans la troisième génération, on retrouve les quarks Top et Bottom. Ceux-ci sont encore plus gros et encore plus instables que les générations précédentes. La seconde et la troisième génération sont des générations de quarks très rares qui n'ont été observés jusqu'alors qu'en laboratoires dans des accélérateurs de particules. 
Ils font s'entrechoquer les particules à des vitesses très élevées.
Quand elles se cognent, elles créent des explosions et, par la même occasion des quarks charm,strange,Top et Bottom. Par ailleurs, ceux-ci sont tellement instables qu'ils n'apparaissent qu'un fragment de secondes et les observer est donc compliqué.

   Dans la famille des leptons, c'est la même choses; il y a 3 générations. Dans la première, on retrouve les électrons qui sont eux aussi présents dans les atomes et qui compensent, avec leur charge négative, la charge positive des protons afin que la matière reste nulle (+ et - donnent... rien!). Aussi, en circulant dans des fils de connexion, les électrons sont à la base de l'électricité.On retrouve aussi, dans la première génération, le neutrino électronique. Ce sont les particules les plus nombreuses dans l'univers. Elles ont la particularité de ne pas réagir avec la matière "normale",ce qui fait qu'ils sont très difficiles à observer. D'ailleurs,il y en a environ 1000 milliards qui nous traversent chaque secondes...😅
Dans la seconde génération,on retrouve les muons et les neutrinos électroniques qui,comme pour les quarks,possèdent une masse plus importante et sont moins stables.Dans la troisième,on retrouve les leptons "To" et "Neurotoniques".

Passons maintenant aux bosons; 4 de ces bosons sont appelés "bosons de jauge". On y trouve;

-le photon: il se déplace à la vitesse de la lumière et est à l'origine la force électromagnétique et de la lumière elle-même.

-le gluon: il est à l'origine de la force qui maintient les quarks entre eux (lorsqu'ils forment des protons et des neutrons; ceux-ci s'en échangent constamment), ils sont donc à l'origine de "la force nucléaire forte"(puisque c'est la force la plus puissante existante à ce jour).

-le boson Z°.

-les bosons W+ et W- (ne constituant qu'une seule variété de bosons).

Les bosons Z° ainsi que W+ et W- sont à l'origine de la force nucléaire faible (à l'origine de la désintégration radioactive des neutrons et des protons, ainsi que la fusion nucléaire dans les étoiles). 

Tout ce dont je vous ai parlé ci-dessus,les astrophysiciens en sont presque certains.Par ailleurs, on soupçonne l’existence de 2 autres bosons: le boson de Higgs et le "Graviton".Ces deux particules n'ont, par contre, jamais étés prouvés scientifiquement*. Effectivement, le modèle standard n'explique pas les forces liées à la masse et à la gravitation; c'est pourquoi les astrophysiciens ont supposés qu'il existait des bosons liés à ces forces.Le boson de Higgs serait à l'origine la masse et le graviton à l'origine de la gravitation. Sachez tout au plus que la communauté astrophysique  est quasiment sûre de l'existence du bosons de Higgs (du moins, autant que pour les 12 autres particules). Pour le Graviton cependant, rien ne prête à croire à son existence; ce n'est qu'une supposition...

 Schéma explicatif du modèle standard:

(petite erreur de ma part: neutrino-tonique et non pas"neutrino-toïque")

*De récentes études menées par ATLAS et CMS, au grand collisionneur de hadrons du CERN, pourraient confirmer l'existence du bosons de Higgs.