quintes (32): interactions, désintégrations, …

Une quinte est obtenue si l’on peut réaliser 2 brelans en utilisant une carte commune (le plus souvent, cette carte est celle représentant la force). Ainsi, pour former des quintes, il n’y a pas de règle nouvelle à connaitre en dehors de celles utilisées pour les brelans.

Reprenons l’exemple de l’interaction utilisée pour introduire les brelans:

Nous pouvons la représenter de la manière suivante en utilisant la présentation recommandée pour les brelans:

En suivant les conventions proposées pour disposer les cartes des brelans, on voit que les trois cartes sur la ligne horizontale correspondent à la réaction « up »  → W+ + « étrange » alors que celles sur la diagonale décrivent la fusion « down » + W+ → « top ». Le W+ est commun aux deux brelans. Les deux particules entrant en collision sont à gauche et les particules résultantes, à droite.

Il existe une grande variété de quintes, qui résulte des différentes possibilités offertes aux brelans. Nous en donnons quelques exemples ci-dessous.

Désintégration d’un constituant élémentaire. Un quark « up » se transforme en quark « down » sous l’action d’un W+. Ce dernier se désintègre ensuite en un antiélectron et un neutrino-électron.  Cette quinte représente la désintégration β+ qui survient dans certains noyaux atomiques. L’état initial contient une seule particule élémentaire (le quark « up ») et l’état final en contient trois (quark « down », antiélectron et neutrino-électron).

 

Dans cet exemple, un quark et un antiquark de type « up » fusionnent pour former un Z0 qui se désintègre ensuite en une paire muon-antimuon. Cette réaction qui se produit lors de collisions entre un proton et un anti-proton a permis de découvrir le Z0 en 1984, au CERN.

Dans le dernier exemple, ce n’est pas la carte représentant la force qui est commune entre les deux brelans.

 

Les trois cartes sur la ligne horizontale correspondent à la transformation d’un électron en neutrino-électron par l’émission d’un W. Sur la diagonale on a la fusion d’un antiélectron avec le neutrino-électron précédent pour former un W+. Ce type de réaction (qui contribue à la réaction e+ e → W+ W) a été mesuré au collisionneur LEP à la fin des années 1990. La particule commune aux deux groupes est le neutrino-électron.