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Contenu en quarks de quelques hadrons.[1]

En physique des particules, un hadron est une particule composite, composée de particules subatomiques régi par l'interaction forte. Par exemple, les protons ou les neutrons sont des hadrons.

Sommaire

CompositionModifier

Dans le modèle standard de la physique des particules, les hadrons sont composées de quarks, d'anti-quarks et de gluons. Les particules constituant un hadron ont été appelées de manière générique partons, terme en désuétude à ce jour. Les gluons sont les vecteurs de l'interaction forte qui maintient les quarks ensemble pour former le hadron.

L'essentiel de la masse d'un hadron (1 GeV/c2 pour un proton) provient de l'énergie des gluons qui maintiennent les quarks ensemble, et pas des quarks (environ une dizaine de MeV/c2 pour le cas du proton)[1].

Les quarks (ou antiquarks) présents dans le hadron tout le long de son existence sont appelés quarks de valence, à l'opposé des particules (paires quark-antiquark et gluons) qui apparaissent et disparaissent en permanence dans le hadron, du fait de la mécanique quantique, et qui sont appelées particules virtuelles.

ClassificationModifier

Articles détaillés : Méson et Baryon.
 
Classification des hadrons et lien avec les autres particules, bosons et fermions.

Les hadrons communs sont classés selon leurs constituants en différentes sous-familles :

  • Baryons, formés de trois quarks. Ils sont aussi appelés hadrons fermioniques (ou hadron de fermions). On cite le proton, l'anti-proton, le neutron et le lambda[1]. Par exemple, dans l'intérieur d'un proton, il y a deux quarks up et un down. Leur charge de couleur évolue dynamiquement par l'échange de gluons.
  • Mésons, formés par des configurations de paires quark/antiquark. Ces derniers sont aussi appelés hadrons bosoniques (ou hadron de bosons). On cite le pion chargé π+, le kaon neutre K0, le méson B0 et le J/Ψ[1].

Dans les années 1960, les théoriciens ont imaginé d'autres formes de hadrons[réf. nécessaire][Lesquels ?][pourquoi ?], qui n'avaient pas été encore observées à l'époque. Ils ont été dénommés hadrons exotiques.

Résonances hadroniquesModifier

Comme les hadrons sont des particules composites, ils peuvent aussi exister sous des états excités que l'on appelle résonances hadroniques[réf. nécessaire]. Un grand nombre de ces états excités ont été observés pour chacun des types de hadrons. Ces états s'estompent rapidement (en quelque 10−24 s), par l'interaction forte.

L'hadronthérapieModifier

Article détaillé : Hadronthérapie.

L'hadronthérapie consiste à utiliser des ions légers de haute énergie pour le traitement de tumeurs. Ces ions présentent deux avantages sur les photons largement utilisés en radiothérapie classique[réf. nécessaire] :

  • Ils ont une très bonne balistique, et permettent un ciblage très précis
  • Ils déposent un maximum d’énergie en fin de parcours (pic de Bragg).
  • Quand il s'agit d'ions carbone, l'efficacité en termes de destruction des cellules tumorales est - à dose égale - très supérieure à celle des photons ou des protons.

Ces avantages nécessitent en contrepartie un contrôle plus efficace.

Voir aussiModifier

Articles connexesModifier

BibliographieModifier

Notes et référencesModifier

  1. a b c et d Passeport pour les deux infinis. Vers l'infiniment petit., Dunod, (ISBN 978-2-10-075425-0), p. Les quarks, p. 18-19