Signification des symboles

La présence de symboles indique que les particules correspondantes sont sensibles aux interactions faible et électromagnétique.
Pour l’interaction électromagnétique, on peut considérer qu’ils représentent la charge électrique de la particule. La valeur associée à un même symbole est ainsi différente pour les quarks et pour les leptons :

Pour les antiparticules, les symboles changent de direction et leurs valeurs associées ont un signe opposé :

Pour les particules de force, qui possèdent deux symboles, on peut vérifier que leur charge électrique est bien égale à la somme des charges associées à chaque symbole. Par exemple, pour le W^– (de charge -1) :

Le photon, le Z⁰ et le boson H qui possèdent des paires de symboles dirigés dans des directions opposées sont des particules neutres. Elles ne modifient pas la nature des particules avec lesquelles elles interagissent. Seuls les W^±, chargés, ont cette possibilité et uniquement pour les quarks.

La règle de conservation des symboles revient à celle de la charge électrique entre la particule initiale et les deux particules finales.
L’utilisation des symboles permet également d’illustrer deux propriétés importantes des interactions faible et électromagnétique.

Il s’agit de l’universalité de l’interaction faible chargée transmise par les W^± qui s’exerce avec la même intensité sur les quarks et sur les leptons. Les réactions ci-dessous s’expriment avec les mêmes symboles sous l’action d’une même force (W⁺) la première avec des quarks et la seconde avec des leptons.

L’autre propriété correspond au fait que les mêmes symboles sont utilisés pour représenter l’interaction électromagnétique, transmise par le photon, et l’interaction faible neutre transmise par le Z⁰. Ces deux interactions sont unifiées au sein d’une même théorie qui permet d’expliquer pourquoi le photon est de masse nulle alors que le Z⁰ est environ 100 fois plus lourd qu’un proton. Cette théorie, élaborée vers la fin des années 1960, nécessite l’introduction d’une particule scalaire neutre, le boson H.