« Le noyau atomique/Les nucléons : protons et neutrons, quarks et gluons » : différence entre les versions
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Il faut noter que les quarks et anti-quarks peuvent s'échanger leur couleur au cours du temps. Il est ainsi parfaitement possible qu'un quark passe de la couleur rouge à la couleur verte, tant que le hadron reste de couleur blanche. Un quark peut ainsi prendre toutes les couleurs et anti-couleurs possibles, tant qu'il échange sa couleur avec celle d'un autre quark/anti-quark. Cet échange est ce qui caractérise l'interaction forte, c'est lui qui attire les quarks ensemble et les force à s'assembler en hadrons. L'échange des couleurs se fait par des particules transporteurs appelées '''gluons'''. Les gluons sont des particules non-chargées électriquement, qui possèdent une masse.
Pour simplifier, les gluons portent à la fois une couleur et une anti-couleur (on verra dans quelques paragraphes que c'est plus compliqué, mais passons). Les gluons interagissent avec les quarks et leur donnant la paire couleur/anti-couleur qu'ils portent : un gluon bleu/anti-rouge absorbé par un quark rouge va le transformer en quark bleu ; ou encore un quark vert pourra émettre un gluon vert/anti-rouge en devenant rouge. De même, les gluons naissent quand un quark perd sa couleur : il émet alors un gluon qui contient la couleur perdue, sous la forme d'une paire couleur/anti-couleur.
{|
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: <math>r \bar{r} + v \bar{v} = b \bar{b}</math>
La conséquence, c'est qu'une des combinaison pure ne l'est pas vraiment. Mais difficile de dire laquelle, si tant est qu'on puisse dire avec certitude qu'il y en a une qui soit vraiment impure. Disons pour simplifier que si on prend deux combinaisons et qu'on décide qu'elles sont pures, alors la troisième est impure. Et ce peu importe le choix des deux combinaisons pures. Ce qui fait que l'on peut dire qu'une des combinaisons est redondante, impure. Mais le choix de celle à éliminer est arbitraire !
Pour résumer, parmi les neufs gluons purs théoriques, il y a une redondance cachée qui fait qu'il n'y a en réalité que huit gluons purs. Et allons plus loin, seuls les six gluons suivants ne sont pas concernés par cette redondance :
: <math>r \bar{b}</math>, <math>r \bar{v}</math>, <math>v \bar{r}</math>, <math>v \bar{b}</math>, <math>b \bar{r}</math>, <math>b \bar{v}</math>
Par contre, les trois gluons suivants sont concernés et on peut éliminer arbitrairement l'un d'entre eux :
: <math>r \bar{r}</math>, </math>b \bar{b}</math> ou </math>v \bar{v}</math>
C'est ce qui explique pourquoi les physiciens ont coutume de dire qu'il n'existe que huit gluons, en raison de cette redondance, et non neuf.
==Les hadrons : mésons et baryons==
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