Étrangeté

En physique des particules, l’étrangeté est une propriété de certaines particules élémentaires. Elle est notée S et est un nombre entier relatif, qui peut donc être positif ou négatif. Elle intervient dans les calculs de désintégration rapide liée à l'interaction forte.

En notant le nombre d'antiquarks strange et le nombre de quarks strange, alors l'étrangeté de la particule est donnée par :

Le baryon possédant l'étrangeté la plus importante est l'hypéron Ω−, pour lequel S = -3.

L'étrangeté est une propriété conservée par l'interaction forte et l'électromagnétisme, mais pas par l'interaction faible. Ainsi, les particules possédant une étrangeté non nulle ne peuvent se désintégrer que par l'interaction faible, plus lente, et ont de fait une durée de vie plus longue.

Histoire

Lors des premiers temps de la physique des particules (première moitié du XXe siècle), les hadrons comme le proton, le neutron et les pions étaient considérés comme des particules élémentaires. Toutefois, de nouveaux hadrons furent découverts ; si très peu étaient connus dans les années 1930 et 1940, en particulier à cause des limitations techniques de l’époque (les chercheurs utilisaient des chambres à brouillard), cela n’était déjà plus le cas dans les années 1950. Cependant, si la plupart de ces particules se désintégrant par l’interaction forte avaient une durée de vie de l’ordre de 10−23 seconde, certaines, se désintégrant par l’interaction faible, atteignaient une durée de vie de l’ordre de 10−10 seconde. Une durée de vie aussi longue semblait contredire les prédictions d’alors, compte tenu de la masse des particules concernées. C’est en étudiant ces désintégrations que Murray Gell-Mann (à partir de )[1],[2],[3],[4] et Kazuhiko Nishijima (en )[5],[3] développèrent le concept d’étrangeté (que Nishijima appela eta-charge, d’après le méson êta (η)), qui qualifiait la propriété responsable de la durée de vie « étrangement » longue de ces particules. La formule de Gell-Mann–Nishijima résulte de ces efforts pour comprendre ces désintégrations étranges.

Notes et références
  1. (en) Murray Gell-Mann, Isotopic Spin and New Unstable Particles, vol. 92, t. 3, Physical Review, (DOI 10.1103/PhysRev.92.833, Bibcode 1953PhRv...92..833G), p. 833.
  2. (en) George Johnson, Strange Beauty : Murray Gell-Mann and the Revolution in Twentieth-Century Physics, Random House, , 434 p. (ISBN 0-679-43764-9, lire en ligne), p. 119.
  3. Taillet, Villain et Febvre 2018, s.v.étrangeté, p. 283, col. 2.
  4. Taillet, Villain et Febvre 2018, s.v.Gell-Mann (Murray), p. 335, col. 2.
  5. (en) Kazuhiko Nishijima, « Charge Independence Theory of V Particles », Progress of Theoretical Physics, vol. 13, no 3,‎ , p. 285 (DOI 10.1143/PTP.13.285, Bibcode 1955PThPh..13..285N, lire en ligne, consulté le ).

Bibliographie
  • [Taillet, Villain et Febvre 2018] Richard Taillet, Loïc Villain et Pascal Febvre, Dictionnaire de physique : + de 6500 termes, nombreuses références historiques, des milliers de références bibliographiques, Louvain-la-Neuve, De Boeck Supérieur, hors coll., , 4e éd. (1re éd. ), X-956 p., 17 × 24 cm (ISBN 978-2-8073-0744-5, EAN 9782807307445, OCLC 1022951339, BNF 45646901, SUDOC 224228161, présentation en ligne, lire en ligne), s.v. étrangeté, p. 283-284.
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