La physique des particules élémentaires ou des hautes énergies, qui s'est constituée dans ces immenses laboratoires que sont les accélérateurs de Stanford, de Chicago, de Brookhaven, du Cern à Genève, de Dubna et Serpukhov près de Moscou, est l'une des aventures scientifiques les plus étonnantes du dernier demi-siècle. Non seulement on y a appris comment la matière est constituée et comment l'univers s'est formé, mais on y a empêché que ces instruments scientifiques deviennent des armes de guerre. Les conférences Pugwash entre physiciens de l'Ouest et de l'Est ont été couronnées pour cela par le prix Nobel.

Maurice Jacob, qui dirigea les études théoriques au CERN, raconte dans ce livre comment l'un et l'autre objectifs ont pu être atteints.

Maurice Jacob est physicien théoricien des particules élémentaires. Il a fait sa carrière à Brookhaven, à Stanford, au Fermilab, et au CERN, où il fut Chef de la Division des études théoriques et Conseiller du Directeur général pour les relations avec les États membres.

1. Couverture
2. Titre
3. Copyright
4. Dédicace
5. Chapitre premier - QUARKS ET CHASSEURS DE QUARKS
   1. Au cœur de la matière et à l’échelle du cosmos
   2. Particules minuscules et grandes machines
   3. Que faut-il entendre par « très haute énergie » ?
   4. Concepts et réalité
   5. La physique des particules et le début de l’Univers
   6. Orientation générale
   7. Infimes particules et grandes collaborations ; science et finance
   8. La collaboration internationale
   9. Quelques mots sur le CERN
6. Chapitre 2 - DE L’ATOME AU QUARK
   1. Les briques de base
   2. Quand l’atome semblait fondamental
   3. L’atome et son noyau
   4. Trois modes d’interaction
   5. Et on atteint les quarks
   6. Décrire et comprendre la structure de l’atome
   7. La structure en quarks
   8. Les jets hadroniques
   9. Les quarks prisonniers des hadrons
   10. Quarks et gluons
   11. L’atome d’hydrogène au niveau des quarks
7. Chapitre 3 - MÉCANIQUE QUANTIQUE ET RELATIVITÉ
   1. Particules fondamentales et forces fondamentales
   2. La physique quantique
   3. Tout est-il dans la fonction d’onde ?
   4. La physique relativiste
   5. La théorie quantique des champs
   6. Les acteurs fondamentaux, quarks et leptons
   7. Les forces fondamentales
8. Chapitre 4 - 30 ANS D’HISTOIRE
   1. Quand le proton dévoile une structure
   2. L’apparition du muon
   3. Comment voir les muons ?
   4. L’apparition des particules étranges
   5. Le grand essor des interactions faibles
   6. La parité s’en va !
   7. Une première histoire de kaons
   8. Parité et hélicité, une histoire de pions
   9. Le neutrino se dédouble
   10. Une deuxième histoire de kaons
   11. Un peu de recul
   12. Le temps des résonances
   13. Les chambres à bulles
   14. Un peu d’ordre parmi tous ces hadrons
   15. Un peu plus d’ordre dans le monde des hadrons
   16. La fin des années 1960
9. Chapitre 5 - 30 ANS D’HISTOIRE
   1. Quand les quarks apparaissent
   2. La chromodynamique
   3. Les courants neutres
   4. Le charme
   5. Une troisième famille
   6. Quarks et gluons
   7. La découverte du W et du Z
   8. Les grands détecteurs électroniques
   9. Le milieu des années 1980
10. Chapitre 6 - SYMÉTRIE ET INVARIANCE
    1. Symétrie et esthétique
    2. Symétrie et invariance
    3. Les symétries du mouvement
    4. Symétries internes
    5. Les multiplets de la symétrie unitaire
    6. La symétrie chirale : une symétrie spontanément brisée !
    7. L’invariance de jauge
    8. Le principe de jauge
11. Chapitre 7 - LE MODÈLE STANDARD ET LA PHYSIQUE DES PARTICULES AUJOURD’HUI
    1. Le modèle standard
    2. La théorie électrofaible
    3. L’interaction électrofaible au niveau des leptons
    4. Une symétrie brisée par la structure du vide
    5. À la recherche du boson de Higgs
    6. La chromodynamique
    7. Au-delà du modèle standard
    8. La supersymétrie
    9. Le neutrino a-t-il une masse ?
    10. Le LHC et au-delà
12. Chapitre 8 - LE DÉBUT DE L’UNIVERS TEL QU’IL EST VU DANS LA STRUCTURE DE LA MATIÈRE
    1. Cosmologie et physique des particules
    2. Étudier la structure de la matière et parler du début de l’Univers
    3. Le Big Bang : une hypothèse confirmée
    4. L’évolution globale de l’Univers ; beaucoup de questions et quelques réponses
    5. L’histoire de l’Univers
    6. L’inflation et la matière noire
    7. La physique des astroparticules
13. Chapitre 9 - LE COURS DU TEMPS
    1. Qu’est-ce que le temps ?
    2. Le temps en physique
    3. Quelques propriétés du temps
    4. Une nouvelle vision du temps
    5. D’où vient ce sens du temps qui nous semble inexorable ?
    6. Le sens du temps
    7. Le cours du temps est-il malléable ?
    8. Le temps en physique quantique
14. Chapitre 10 - L’ANTIMATIÈRE
    1. L’équation de Dirac
    2. Le problème des énergies négatives
    3. La théorie quantique des champs et la symétrie CPT
    4. Antimatière et causalité
    5. L’antimatière en physique des particules aujourd’hui
    6. L’antimatière à l’échelle cosmique
    7. D’autres usages pour l’antimatière
15. Chapitre 11 - LA NATURE DU VIDE
    1. Qu’est-ce que le vide ?
    2. Le vide quantique
    3. Les structures passées du vide
    4. La structure actuelle du vide
    5. Le vide dans la théorie électrofaible
    6. Le vide de la chromodynamique
    7. L’origine de la masse
    8. Et si l’on réchauffe le vide ?
16. Chapitre 12 - LA PHYSIQUE : UN LIEN À TRAVERS LES FRONTIÈRES ET ENTRE LES CULTURES
    1. Physique, contacts et coopérations
    2. Le CERN et ses ouvertures internationales
    3. La création du CERN
    4. Comment réussir ?
    5. L’ouverture à l’est
17. Chapitre 13 - LA COLLABORATION INTERNATIONALE AUJOURD’HUI
    1. Avant et après la chute du mur de Berlin
    2. Les changements à l’Est
    3. Une collaboration qui doit se poursuivre
    4. Le Centre international pour la science et la technologie : l’ISTC
    5. L’INTAS
    6. Les relations scientifiques avec les États-Unis
    7. Physique et tiers monde
    8. Physique et processus de paix
18. Chapitre 14 - À QUOI SERT LA PHYSIQUE DES PARTICULES ?
    1. Le contexte général
    2. La valeur de la recherche
    3. Retombées de la physique fondamentale
    4. La formation par la recherche
    5. Mais à quoi sert la physique des particules ?
    6. La prospective à moyen terme
19. INDEX
20. Table