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Mots-clés

moment angulaire spin principe d'exclusion Pauli Dirac boson fermion magnéton de Bohr Bose-Einstein lepton quark antiélectron antiparticule

Histoire du spin des particules élémentaires

André Martin

CERN, Organisation européenne pour la recherche nucléaire

Catherine Simand

Conférence du cycle « Physique au Printemps 2008 » sur le thème « La rotation, le spin », 2 avril 2008.

15/04/2008

Résumé

De la conservation du moment angulaire des lois de Kepler au spin de l'électron et au condensat de Bose, toute l'histoire du spin des particules en physique.


Une conférence du cycle « Physique au Printemps 2008 » sur le thème « La rotation, le spin », organisée par la Société Française de Physique et l'Union des Professeurs de Physique et de Chimie, à l'Institut de Physique Nucléaire de Lyon. Contact : Xavier Artru.

Une conférence d'André Martin (CERN), présentée le 2 avril 2008.

Résumé : La conservation du moment angulaire était déjà présente dans la « loi des aires » de Kepler. Au niveau de l'atome, Bohr a quantifié ce moment en multiples entiers de ħ (h barre), d'où les nombres quantiques ℓ et m. Mais dès 1923 on réalise que l'électron a un degré de liberté supplémentaire, qui permet à Pauli de formuler son principe d'exclusion. L'interprétation comme « spin » est venue en 1925. La valeur 1/2 ħ du spin de l'électron est merveilleusement expliquée en 1928 par Dirac qui, du même coup, prédit l'anti-matière. André Martin classe les particules connues selon leur spin, et évoque également la connexion entre spin et statistique, les condensats de Bose pour les atomes de spin entier, le rôle des spins demi-entiers dans la stabilité de la matière.

La conférence :

Pour voir en ligne le film de la conférence, synchronisé avec les diapositives et le plan de la conférence : « Histoire du spin des particules élémentaires » (durée : 1 h 25 min).

Références :

  • S.I. Tomonaga, The story of spin , traduction anglaise de T. Oka, University of Chicago press, 1997 ;
  • A. Martin, Cours au « Dixième séminaire rhodanien de physique », villa Gualino, Turin, mars 2002. Disponible sur arXiv:hep-ph/0209068v1, 6 sept 2002. Publié dans « Spin in physics », Frontier Group.