What’s the smallest thing in the universe? - Jonathan Butterworth

Traducteur: Guillaume Rouy Relecteur: eric vautier

If you were to take any everyday object, say a coffee cup, and break it in half,

Si l'on prenait un objet du quotidien, disons une tasse, qu'on la brisait en deux

then in half again, and keep carrying on, where would you end up?

et encore en deux, ainsi de suite, où cela finirait-il ?

Could you keep on going forever?

Pourrait-on continuer indéfiniment ?

Or would you find a set of indivisible building blocks

Ou trouverait-on un ensemble de composants indivisibles

out of which everything is made?

avec lesquelles tout est fabriqué ?

Physicists have found the latter- that matter is made of fundamental particles,

Les physiciens ont trouvé cet ensemble ;

que la matière est formée de particules élémentaires,

the smallest things in the universe.

les plus petites choses de l'univers.

Particles interact with each other according to a theory called the “Standard Model”.

Les particules interagissent entre elles selon la théorie du « Modèle Standard ».

The Standard Model is a remarkably elegant encapsulation

Le Modèle Standard est une encapsulation remarquable et élégante

of the strange quantum world of indivisible, infinitely small particles.

du monde quantique étrange des particules indivisibles et minuscules.

It also covers the forces that govern how particles move,

Il couvre aussi les forces qui régissent le mouvement des particules,

interact, and bind together to give shape to the world around us.

leurs interactions et leurs liens, ce qui forme le monde autour de nous.

So how does it work?

Comment cela fonctionne-t-il ?

Zooming in on the fragments of the cup,

En zoomant sur les fragments de la tasse,

we see molecules, made of atoms bound up together.

nous voyons des molécules, faites d'atomes reliés entre eux.

A molecule is the smallest unit of any chemical compound.

La molécule est l'unité la plus petite de l'espèce chimique.

An atom is the smallest unit of any element in the periodic table.

L'atome est l'unité la plus petite des éléments du tableau périodique.

But the atom is not the smallest unit of matter.

Mais l'atome n'est pas l'unité la plus petite de la matière.

Experiments found that each atom has a tiny, dense nucleus,

Les expériences montrent que chaque atome possède un noyau minuscule et dense,

surrounded by a cloud of even tinier electrons.

englobé par un nuage d'électrons encore plus infimes.

L'électron est, d'après nos connaissances,

The electron is, as far as we know,

one of the fundamental, indivisible building blocks of the universe.

l'une des briques fondamentales et indivisibles de l'univers.

It was the first Standard Model particle ever discovered.

C'est la première particule du Modèle Standard à avoir été découverte.

Les électrons sont liés au noyau d'un atome de manière électromagnétique.

Electrons are bound to an atom’s nucleus by electromagnetism.

They attract each other by exchanging particles called photons,

Ils s'attirent entre eux en échangeant des particules appelées photons,

which are quanta of light that carry the electromagnetic force,

qui sont des quanta de lumière transportant la force électromagnétique,

l'une des forces fondamentales du Modèle Standard.

one of the fundamental forces of the Standard Model.

The nucleus has more secrets to reveal, as it contains protons and neutrons.

Le noyau possède d'autres secrets : il contient des protons et des neutrons.

Though once thought to be fundamental particles on their own, in 1968

Autrefois pris pour des particules fondamentales à part entière, en 1968,

les physiciens ont trouvé que les protons et les neutrons contenaient des quarks,

physicists found that protons and neutrons are actually made of quarks,

which are indivisible.

qui sont indivisibles.

A proton contains two “up” quarks and one “down” quark.

Un proton contient deux quarks « up » et un quark « down ».

A neutron contains two down quarks and one up.

Un neutron contient deux quarks « down » et un « up ».

The nucleus is held together by the strong force,

Le noyau reste soudé grâce à la force nucléaire forte,

another fundamental force of the Standard Model.

une autre force fondamentale du Modèle Standard.

Just as photons carry the electromagnetic force,

Tout comme les photons avec la force électromagnétique,

particles called gluons carry the strong force.

des particules appelées gluons transportent l'interaction forte.

Electrons, together with up and down quarks,

Les électrons, avec les quarks up et down,

seem to be all we need to build atoms and therefore describe normal matter.

semblent suffire pour former les atomes et ainsi décrire la matière normale.

However, high energy experiments reveal that there are actually six quarks–

Toutefois, des expériences à haute énergie révèlent l'existence de six quarks -

down & up, strange & charm, and bottom & top

down et up, strange et charm, enfin bottom et top

- and they come in a wide range of masses.

- qui possèdent des masses très variées.

The same was found for electrons,

De même pour l'électron,

which have heavier siblings called the muon and the tau.

qui a des frères plus lourds appelés le muon et le tau.

Pourquoi y a-t-il trois et seulement trois versions différentes de ces particules ?

Why are there three (and only three) different versions

of each of these particles?

This remains a mystery.

Cela reste un mystère.

These heavy particles are only produced, for very brief moments,

Ces particules lourdes ne sont produites que pendant un court instant

in high energy collisions, and are not seen in everyday life.

lors de collisions à haute énergie, et n'existent pas au quotidien.

This is because they decay very quickly into the lighter particles.

En effet, elles se décomposent rapidement en particules plus légères.

Such decays involve the exchange of force-carrying particles,

Ces désintégrations impliquent l'échange de particules porteuses de forces,

called the W and Z, which – unlike the photon – have mass.

appelées le W et le Z, qui, contrairement au photon, ont une masse.

They carry the weak force, the final force of the Standard Model.

Ils transportent la force faible, la dernière force du Modèle Standard.

This same force allows protons and neutrons to transform into each other,

Cette force permet aux protons de se changer en neutrons et inversement,

a vital part of the fusion interactions that drive the Sun.

ce qui est crucial pour les interactions de fusion au sein du Soleil.

Pour observer directement le W et le Z,

To observe the W and Z directly,

we needed the high energy collisions provided by particle accelerators.

il fallait des collisions à haute énergie dans des accélérateurs de particule.

There’s another kind of Standard Model particle, called neutrinos.

Il y a un autre genre de particule dans le Modèle Standard : les neutrinos.

These only interact with other particles through the weak force.

Celles-ci n’interagissent avec les autres qu'avec la force faible.

Trillions of neutrinos, many generated by the sun, fly through us every second.

Des milliards de neutrinos, provenant du Soleil, nous traversent chaque seconde.

Measurements of weak interactions found that there are different kinds of neutrinos

Des mesures de l'interaction faible ont trouvé plusieurs genres de neutrinos

associated with the electron, muon, and tau.

associés à l'électron, au muon, et au tau.

All these particles also have antimatter versions,

Toutes ces particules ont aussi une version en antimatière,

qui possède une charge opposée mais demeure identique pour le reste.

which have the opposite charge but are otherwise identical.

Matter and antimatter particles are produced in pairs in high-energy collisions,

Les particules de matière et d'antimatière sont produites par paire

lors de collisions à haute énergie

and they annihilate each other when they meet.

et elles s'anéantissent en se rencontrant.

The final particle of the Standard Model is the Higgs boson

L'ultime particule du Modèle Standard est le boson de Higgs

– a quantum ripple in the background energy field of the universe.

- une ondulation quantique au sein du champ énergétique de l'univers.

En interagissant avec ce champ,

Interacting with this field is how all the fundamental matter particles acquire mass,

les particules fondamentales de la matière acquièrent de la masse,

according to the Standard Model.

selon le Modèle Standard.

The ATLAS Experiment on the Large Hadron Collider

L'expérience ATLAS sur le Grand collisionneur de hadrons

is studying the Standard Model in-depth.

étudie le Modèle Standard en détail.

By taking precise measurements of the particles and forces that make up the universe,

En prenant des mesures précises des particules et des forces de l'univers,

ATLAS physicists can look for answers to mysteries

les physiciens de l'ATLAS cherchent des réponses aux mystères

not explained by the Standard Model.

non expliqués par le Modèle Standard.

For example, how does gravity fit in?

Par exemple, où place-t-on la gravité ?

What is the real relationship between force carriers and matter particles?

Quelle est la vraie relation entre les porteurs de force

et les particules de matière ?

How can we describe “Dark Matter”,

Comment décrire la « Matière Noire »,

which makes up most of the mass in the universe but remains unaccounted for?

qui correspond à la plupart de la masse de l'univers,

mais reste inexpliquée ?

While the Standard Model provides a beautiful explanation for the world around us,

Alors que le Modèle Standard nous explique admirablement le monde autour de nous,

there is still a universe’s worth of mysteries left to explore.

il nous reste encore un univers de mystères à explorer.