Les quarks et la supersymétrie
1981 : Howard Georgi et Savas Dimopoulos proposent une extension supersymétrique réaliste au modèle standard, le MSSM (minimal supersymmetric standard model), dans lequel les superpartenaires ont des masses de l'ordre de la centaine de GeV.
1982 : Pagels et Primack montrent que la supersymétrie prédit que l'Univers est rempli de gravitinos, qui pourraient constituer la matière noire.
Le quark Top a été identifié en 1995 à Chicago. C'était la dernière particule qui manquait aux douze particules constituant l'organisation ultime de la matière.
Le nom Quark provient d'un roman de J. Joyce, Finnegans Wake. On y trouve la phrase: Three quarks for Muster Mark.
MÉTAPHORE DE L'OBSERVATION DES QUARKS
Pour comprendre d’où est venue l’hypothèse de l’existence des quarks nous allons comparer la situation de cette découverte avec un match de football.
Le peuple PASNOIRPASBLANC, assiste à un match de foot entre l’équipe bleue et l’équipe orange.
Les joueurs donnent des coups de pieds dans le vide, se déploient sur le terrain, s’affrontent deux à deux. Quand il y a un coup de sifflet les joueurs s’agitent. Parfois le goal s'élance. L’une ou l’autre équipe marque un point et la foule applaudie.
Les PASNOIRPASBLANC, ne voyant pas le ballon de foot ne comprennent pas mais la différence de maillot indique qu'il y a deux équipes. Une certaine symétrie existe entre les joueurs des deux équipes qui s’opposent. Mais tous n’est pas encore compris par les PASNOIRPASBLANC. Des règles du jeu résultent de l’étude du placement des joueurs, de leurs déplacements…mais l’essenciel n’est pas compris.
Cette métaphore illustre les interactions entre les particules du modèle standard, en particulier autour des quarks. Les quarks sont représentés par un ballon. Les bosons sont représentés par l’équipe bleue et les fermions par l’équipe orange. La symétrie entre les joueurs évoquerait la supersymétrie entre bosons et fermions.
Une particule est dite fermion ou boson en fonction de son spin. Les fermions ont un spin de ½, alors que les bosons ont un spin de 0, 1 ou 2. La supersymétrie prédit que chacune des particules du Modèle standard dispose d’un partenaire dont le spin diffère du sien de moitié. Ainsi, les bosons sont associés à des fermions et vice-versa.
Une personne a émis l’idée qu’il existerait un ballon. Il a remarqué que lorsqu’une équipe marquait un point il y avait un léger renflement dans le filet de la forme d’une sphère. D’où l’idée d’un ballon noir et blanc invisible par les PASNOIRPASBLANC.
En admettant l'existence d'un ballon, tout s'expliquait facilement. Les graphiques et les formules imaginées s'expliquent et se simplifient grandement.
