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L'interaction faible

On connait actuellement 4 interactions dans la nature: la gravitation, l'electromagnetisme, l'interaction forte et l'interaction faible. Cette derniere a ete observee il y a deja 100 ans, en 1896, par H. Becquerel, qui ne parlait a l'epoque que de rayonnement des sels d'uranium. Il decouvrait la radioactivite. Ce n'est qu'en 1934 que l'interaction faible recut sa veritable assise theorique avec le travail d'Enrico Fermi.

Aujourd'hui, nous parlons d'interaction electro-faible car depuis 1974, grace aux travaux de A. Salam, S. Weinberg et S. Glashow, interaction electromagnetique et interaction faible sont reunies dans une meme theorie. D'apres cette theorie, un boson appele photon transporte l'interaction electromagnetique, c'est a dire la lumiere. Pour transporter l'interaction faible, il faut faire appel a trois autres bosons: le W+, le W- et le Z. Quand un noyau radioactif emet un electron (rayonnement beta), c'est en fait un neutron au sein du noyau qui s'est transforme en proton en emettant un W- qui se desintegre en une paire electron anti-neutrino.

L'interaction faible possede des proprietes troublantes. Elle est la seule interaction jusqu'a present ou l'on ait observe un violation de la symetrie spatiale (P) et une violation de la symetrie entre particules et anti-particules (C).

En 1957, madame Wu et messieurs Ambler, Hayward, Hobbes et Hudson, du National Bureau of Standards verifierent une hypothese faite quelques mois plus tot par deux theoriciens, T.D.Lee et C.N.Yang: l'image dans un miroir d'un processus physique faisant intervenir l'interaction faible n'existe pas dans la nature (violation de P). L'experience semblait prouver egalement que la symetrie C etait violee.

En 1964, J. Cronin et son equipe montrerent que, dans la desintegration des particules que l'on nomme kaons neutres, non seulement cette symetrie spatiale P etait violee mais qu'en plus la combinaison CP etait violee. Cette violation est infime mais elle pourrait avoir engendre une dissymetrie initiale entre matiere et anti-matiere au moment du Big-Bang. Nous viendrions alors tous d'un leger surplus de matiere (1 millardieme) grace a la violation de la symetrie CP par l'interaction faible!...
Jusqu'a present, la violation de la symetrie CP n'avait ete observee que dans les desintegrations des kaons neutres. Depuis 2004, l'experience BaBar, sur l'accelerateur de Standford, a montre que CP etait violee aussi dans les desintegration des mesons B, et de facon beaucoup plus forte.



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Last update: 26/06/1999: http://wwwlapp.in2p3.fr/neutrinos/ifaible.html
Didier Verkindt