Chromodynamique quantique
Il existe quatre forces dans la nature: la “gravité” vue dans le mouvement céleste et décrite par la théorie générale de la relativité; la “force électromagnétique” vue dans l’interaction entre le noyau et les électrons; la “force faible” qui décrit la désintégration bêta d’un noyau (la “force électromagnétique” et la “force faible” sont unifiées dans la théorie de l’électro-faible); et la “force forte” qui agit entre les quarks et les gluons qui forment protons et neutrons.
Notre effort de recherche au RIKEN BNL Research Center (RBRC) se concentre sur une grande variété de phénomènes causés par la “Force forte.”Ces phénomènes divers et complexes incluent le processus de création de matière après le Big Bang. Cette “Force forte” est décrite à travers une théorie appelée QCD (Chromodynamique quantique). Chez RBRC, nous poursuivons nos projets de recherche afin d’élucider divers phénomènes physiques apportés par la “Force forte” des principes de la QCD.
Le noyau est au centre des atomes qui forment toute la matière. Les nucléons (protons et neutrons) sont les composants du noyau. Ce nucléon est constitué de quarks et de gluons, la fonction des gluons est d’être la colle qui lie les quarks. Dans un vide normal, les quarks et les gluons sont liés par la Force forte et “confinés” dans le nucléon.
Cette Force forte a de nombreux caractères très intéressants; la propriété appelée “liberté asymptotique” est que la force est relativement faible lorsque les quarks sont rapprochés, et devient de plus en plus forte lorsqu’ils sont de plus en plus éloignés, trouvée par D.J. Gross, H.D. Politzer et F. Wilczek (Prix Nobel en 2004). Cette propriété ainsi que la prédiction de la “rupture de symétrie de parité” (Prix Nobel en 2008) par T.D. Lee, le directeur émérite de RBRC, avec C.N. Yang, sont deux des fondements de la physique des particules et nucléaire contemporaine.
D’autres propriétés importantes de la Force Forte incluent la “rupture de symétrie spontanée” (Prix Nobel en 2008) fondée par Y. Nambu, ainsi que la “Rupture de symétrie Charge-Parité” de M. Kobayashi et T. Maskawa (Prix Nobel en 2008), qui joue un rôle essentiel dans la recherche de la loi ultime de la physique comprenant la gravité. Toutes ces “brisures de symétrie” en QCD (Chromodynamique quantique) continuent d’être le grand thème de la recherche menée au RBRC.
