MODÈLE DE PATI-SALAM : UNE INTRODUCTION

 

Dans l’histoire des sciences, les événements d’unification ont souvent fait date. On peut citer en exemple Newton expliquant par la même loi le poids des corps sur Terre et le mouvement des astres, ou Maxwell trouvant que l’électricité, le magnétisme et l’optique logent à la même enseigne. Cependant, pour une découverte, combien de modèles, de théories qui ne résistent pas à la rigueur expérimentale ? Le sujet du présent texte appartient très vraisemblablement à cette seconde catégorie.

Le modèle proposé par Jogesh Pati et Abdus Salam à partir de 1972 est une théorie grandement unifiée dont le but est d’expliquer les forces électromagnétique, forte et faible comme des manifestations d’un même type. Le point central de cette théorie est l’abolition de la distinction entre hadrons et leptons, puisqu’elle considère le nombre leptonique comme une couleur de quark supplémentaire, et l’unification des interactions connues (en excluant la gravité) dans une seule théorie de jauge.

         Je me propose, dans les pages qui suivent, de vous exposer l’évolution de ce modèle, d’abord en expliquant le niveau des connaissances au début de son élaboration. Suivra ensuite une description des deux vies du modèle, issu d’abord principalement de considérations symétriques, puis s’étant transformé en modèle aux quarks et leptons composites de nouvelles particules.

         Toute théorie étant faite pour être éprouvée, je ferai un bref survol de quelques expériences effectuées pour tester les prédictions du modèle, plus spécifiquement en ce qui a trait à l’observation de la désintégration du proton. Enfin, comme même ce qui a conduit à l’échec peut contenir de bons éléments, je mentionnerai certaines autres propositions d’unification ou de structures qui tirent leurs racines du travail de Salam et Pati.

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Par Pierre-Olivier D'Amours

29 avril 2010