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Pesant comme un proton

Mise à jour le vendredi 21 novembre 2008 à 13 h 38

Photo: Forschungszentrum Jülich/Seitenplan

La masse du proton est 1840 fois supérieure à celle de l'électron, mais de quoi est-elle faite au juste?

Des physiciens français ont répondu à cette question restée sans réponse: ils affirment que la masse de cette particule constitutive du noyau de l'atome est constituée à 95 % de l'énergie des quarks et des gluons qui la composent.

Pour en arriver à cette conclusion, l'équipe du Centre de physique théorique de Marseille a utilisé le modèle standard qui décrit les interactions entre particules élémentaires.

Ses calculs prouvent ainsi que la masse du proton résulte principalement de l'énergie portée par ces tout petits éléments que sont les quarks et les gluons.

Explications

Les protons et les neutrons constituent le noyau des atomes. Ils sont eux-mêmes constitués de petites sous-structures appelées quarks et gluons. Il est établi que la masse des gluons est nulle et que la masse des quarks ne représente que 5 % de la masse du proton.

La question était donc d'établir la provenance des 95 % restants.

L'équipe a découvert que ce pourcentage est constitué de l'énergie due aux mouvements des quarks et des gluons et à leurs interactions.

Ces résultats ont été obtenus à l'aide de supercalculateurs parmi les plus puissants au monde. Ils permettent d'envisager, selon les chercheurs, l'arrivée d'une nouvelle théorie en physique fondamentale, au-delà du modèle actuel, avec d'éventuelles découvertes dans le domaine des interactions faibles de quarks.

Le détail de cette découverte est publié dans le magazine Science.