Interactions fondamentales/Exercices/Les particules élémentaires
À partir de la fin du XIXe siècle, les physiciens ont détecté des particules élémentaires. Ces découvertes ont permis de comprendre l’organisation de la matière.
Problématique : Qu'appelle-t-on particule élémentaire ?
« A notre échelle, la matière peut être fragmentée. Un mur peut être découpé en briques, les briques cassées en gravats, les gravats broyés en grains de plus en plus fins. Il est ainsi possible de continuer jusqu'au plus petit fragment de matière. Celui n’est plus indivisible : on parle alors de "particule élémentaire" ».
La science n'est pas faite de vérités absolues, mais de questionnements, de recherches et de réponses qui évoluent au fil du temps. Ainsi, au XIXe siècle, on parvenait tout juste à dissocier les molécules en atomes par chauffage. Les particules élémentaires étaient alors les atomes constituants ces molécules.
Par la suite, le développement de l'électricité a permis de disposer d'énergies plus importantes, capables d'extraire des électrons d'un atome. Dès lors, l'atome a perdu son statut de particule élémentaire, laissant la place à ses constituants nouvelles identifiés. Ernest Rutherford (1871–1937) a pu mettre en évidence, en 1911, l'existence du noyau atomique.
Les premiers accélérateurs de particules ont ensuite permis l’exploration du noyau atomique et l'extraction de ses constituants : les protons et les neutrons.
Jusqu'à il y a vingt ans environ, on pensait que les protons, les neutrons et les éléctrons étaient des particules élémentaires, mais les expériences au cours desquelles des protons entraient en collision avec d'autres protons ou des électrons à grande vitesse rélévèrent qu'ils étaient eux-mêmes composés de particules plus petites : les quarks.
Les modèles actuels prévoient en outre l'existence de particules qui n'ont pas encore été découvertes.