Le neutron est plus structuré qu'on ne le pensait. Des collisions avec des électrons accélérés permettent d'étudier la répartition des quarks au sein de cette particule, et révèlent que ces charges ne sont pas distribuées uniformément.
Didier Florentz
Un noyau atomique est constitué de protons, de charge électrique positive, et de neutrons, neutres. Ils sont tous constitués de trois particules fondamentales nommées quarks. Ces quarks portent une charge électrique, ainsi qu'une charge de couleur à l'origine de l'interaction nucléaire forte, et un spin magnétique. L'équilibre entre ces trois propriétés détermine la répartition des quarks au sein de la particule.
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Un atome est constitué de trois types de particules. Les électrons, chargés négativement, orbitent autour du noyau atomique, rappelant les planètes du Système solaire ; ils évoluent à des vitesses de l'ordre de dix pour cent de la vitesse de la lumière, environ égale à 300 000 kilomètres par seconde. Les protons sont des particules du noyau, chargées positivement, près de 2 000 fois plus massives que les électrons. Ces deux types de particules déterminent la forme, la dynamique et les propriétés chimiques de l'atome. Enfin, les neutrons, eux aussi des constituants du noyau, ne portent aucune charge, et semblent être les spectateurs passifs de la mécanique atomique. Pourtant, ils ont bel et bien une vie propre. En témoigne l'effervescence qui règne à leurs surfaces, d'où jaillissent des particules, et dans leurs coeurs, qui contiennent des particules encore plus fondamentales : les quarks et les gluons.
Pour étudier les neutrons, il nous faut observer la matière à une échelle 100 000 fois plus petite que la taille de l'atome. Prenons un globule rouge, qui mesure 0,010 millimètre : il est environ 100 000 fois plus petit que l'être humain qui l'abrite. Chaque globule rouge est constitué d'atomes 100 000 fois plus petits, et les neutrons (comme les protons) sont encore 100 000 fois plus petits. Leur diamètre est de l'ordre du femtomètre (10-15 mètre, soit un millionième de milliardième de mètre), ou fermi, du nom du physicien Enrico Fermi. Pour revenir à des...
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