De quoi sont constitués les électrons ?

[duJambon]

Il semble extrêmement probable qu’ils ne soient pas constitués de particules plus petites, alors que faut-il en penser ?

La question de savoir de quoi sont constitués les protons et les neutrons a une réponse apparemment simple : les quarks et les gluons. Cependant, lorsqu’il s’agit du troisième composant des atomes, les électrons, la réponse n’est pas aussi simple.

En effet, à notre connaissance, les électrons sont des particules fondamentales. En d’autres termes, ils ne comportent pas de composants plus petits. Ce n’est pas quelque chose qui peut être absolument prouvé, mais c’est certainement ce que suggèrent les preuves disponibles. Cela soulève la question beaucoup plus difficile de savoir quelle est la composition d’une particule fondamentale et en quoi diffère-t-elle entre les électrons et les autres ?

Le mot « atome » vient du grec signifiant « incapable d’être coupé », basé sur le raisonnement du philosophe Démocrite selon lequel la matière doit être composée de quelque chose de si petit qu’il ne peut être divisé davantage. Vingt-trois siècles plus tard, nous avons découvert que les objets que nous appelions atomes n’étaient pas en fait des atomes au sens de Démocrite, comportant au moins deux composants plus petits, et en dehors de l’hydrogène, trois.

Une fois la composition des protons et des neutrons révélée, il était facile de soupçonner qu’il s’agissait de « tortues jusqu’en bas » ; nous continuerions à découvrir des particules de plus en plus petites qui constituaient chaque niveau découvert. En effet, certains auraient pu considérer comme arrogant de penser qu’ils faisaient partie de la génération qui a découvert les véritables particules fondamentales.

Cependant, les électrons ont résisté à cette sorte de régression infinie ; 125 ans après leur découverte, il n’y a aucun signe de quelque chose de plus petit en eux. Les tentatives pour trouver certaines particules composantes impliquent à la fois d’écraser des électrons contre d’autres électrons et de voir s’ils libèrent quelque chose, et d’essayer de trouver une structure interne à des énergies très élevées. Aucune des deux approches n’a révélé quoi que ce soit à l’intérieur.

Entre-temps, nous avons appris que les électrons, comme tout ce qui est petit, sont à la fois des particules et des ondes .

Certaines particules hypothétiques ont été proposées pour les électrons, mais la physique sur laquelle elles s’appuient ne correspond pas aussi bien à ce que nous considérons comme le modèle standard de la physique des particules . Bien que l’on considère généralement que le modèle standard ne constitue pas une description complète de la réalité, et que l’ on soupçonne l’existence de particules qui ne le composent pas , la nature fondamentale de l’électron ne fait pas partie des aspects qui suscitent de nombreux doutes.

Étant donné que les électrons sont beaucoup plus légers que les particules d’un noyau atomique, il n’est pas surprenant qu’ils ne soient constitués d’aucun élément plus léger.

Ainsi, si les électrons n’ont pas de particules plus petites pour les composer, existe-t-il une sorte de matériau indivisible à partir duquel ils sont formés, de l’électronia, peut-être ?

C’est à ce moment-là qu’il devient difficile de visualiser (même pour les personnes qui n’ont pas d’aphantasie ). Plutôt que d’avoir un certain type de matière pour les constituer, les physiciens décrivent les particules fondamentales comme l’ excitation d’un champ . Dans un effort rare pour aider à la compréhension, dans le cas de l’électron, c’est ce qu’on appelle le champ électronique.

Les interactions de ce champ avec d’autres champs confèrent aux électrons leurs propriétés. Par exemple, c’est le champ de Higgs qui donne leur masse aux particules, dont les électrons.

Décrire quelque chose comme l’excitation d’un champ n’est pas une réponse très satisfaisante pour les non-physiciens. Malheureusement, ou peut-être heureusement, l’univers ne fait pas vraiment les choses pour notre satisfaction, et c’est la meilleure description que nous ayons.

Source: https://www.iflscience.com/what-are-electrons-made-of-77014