quintes (32): interactions, désintégrations, …

Une quinte est obtenue si l’on peut réaliser 2 brelans en utilisant une carte commune (le plus souvent, cette carte est celle représentant la force). Ainsi, pour former des quintes, il n’y a pas de règle nouvelle à connaitre en dehors de celles utilisées pour les brelans.

Reprenons l’exemple de l’interaction utilisée pour introduire les brelans:

Nous pouvons la représenter de la manière suivante en utilisant la présentation recommandée pour les brelans:

En suivant les conventions proposées pour disposer les cartes des brelans, on voit que les trois cartes entourées par le cercle rouge correspondent à la réaction « up »  → W⁺ + « étrange » alors que celles entourées par le cercle bleu décrivent la fusion « down » + W⁺ → « top ». Le W⁺ est commun aux deux brelans. Les deux particules entrant en collision sont à gauche et les particules résultantes, à droite.

Il existe une grande variété de quintes, qui résulte des différentes possibilités offertes aux brelans. Nous en donnons quelques exemples ci-dessous.

 

Désintégration d’un constituant élémentaire. Dans le cercle rouge, un quark « up » se transforme en quark « down » sous l’action d’un W⁺. Ce dernier se désintègre ensuite en un antiélectron et un neutrino-électron (cercle bleu).  Cette quinte représente la désintégration β⁺ qui survient dans certains noyaux atomiques. L’état initial contient une seule particule élémentaire (le quark « up ») et l’état final en contient trois (quark « down », antiélectron et neutrino-électron).

 

Dans cet exemple, un quark et un antiquark de type « up » fusionnent pour former un Z⁰ qui se désintègre ensuite en une paire muon-antimuon. Cette réaction qui se produit lors de collisions entre un proton et un anti-proton a permis de découvrir le Z⁰ en 1984, au CERN.

Dans le dernier exemple, ce n’est pas la carte représentant la force qui est commune entre les deux brelans.

Les trois cartes entourées par le cercle rouge correspondent à la transformation d’un électron en neutrino-électron par l’émission d’un W^–. Dans le cercle bleu, on a la fusion d’un antiélectron avec le neutrino-électron précédent pour former un W⁺. Ce type de réaction (qui contribue à la collision e⁺ e^– → W⁺ W^–) a été mesuré au collisionneur LEP à la fin des années 1990. La particule commune aux deux groupes est le neutrino-électron.