L'eau au niveau des particules fondamentales

Rappel :
Tableau de classification des particules élémentaires :


Fermions.
Le tableau des particules élémentaires du Modèle Standard de la physique fondamentale, classe les fermions, les 12 constituants de la matière (électron, muon, neutrino et quarks), et les bosons vecteurs des interactions (forces).
Les bosons vecteurs sont aussi des particules qui transportent les interactions fondamentales. Les particules de la génération II et III ont les mêmes propriétés que les particules de la génération I mais elles sont beaucoup plus lourdes. Au commencement, à la période du bigbang, toutes ces particules coexistaient mais les particules lourdes se sont désintégrées en particules légères. Nous ne trouvons plus dans la nature, de particules lourdes de la génération II et III, seuls les collisionneurs sont capables de les générer provisoirement. A ce tableau il manque les antiparticules disparues au profit des particules, chaque particule a son antiparticule. Le Modèle Standard ne décrit pas l'interaction gravitationnelle.
(Crédit : image MissMJ Wikimedia Commons et Astronoo).



Si l'on considère une molécule d'eau H₂O, avec O¹⁶ et H¹ (isotopes stables les plus abondant), qui compose 99,727 % de l'eau pure, nous avons un certain nombre de particules fondamentales, des Fermions (leptons et bosons), qui, selon le modèle standard actuellement en vigueur dans la physique fondamentale, se compose donc de :

• pour l'hydrogène H¹,
  • 1 proton, formé de 2 quarks Up (u) et 1 quark Down (d) [3 particules],
  • 1 électron e^- [1 particule],
    • soit donc pour H₂, (4x2) = 8 particules.
• pour l'oxygène O¹⁶,
  • 8 protons, soit 16 quarks Up et 8 quarks Down [24 particules],
  • 8 neutrons, soit 16 quarks Down et 8 quarks Up [24 particules],
  • 8 électron e^- (8 particules).
    • soit donc, (48+8) = 56 particules.

Soit, donc cette molécule H₂O un total de 64 particules élémentaires.
(pour l'instant...)

Par ailleurs, il existe donc,
les Bosons :

>12 bosons de jauge (ou particules de rayonnement)
qui assurent la transmission des forces entre les briques de matières que sont les fermions :

• Photons > vecteurs de la force électromagnétique, ils relient les électrons au noyau de l'atome et lient les atomes dans la molécule,
• Bosons W⁺, W^- et Z⁰ > vecteurs de la force d'interaction faible (responsables de désintégrations radioactives),
• Gluons > vecteurs de la force d'interaction forte (permettent la cohésion des quarks dans les protons et neutrons et du noyau.). Il en existe 8.

Nota :
Les électrons (et les photons) sont responsables des réactions chimiques entre les atomes et molécules.
Il existe 2 autres familles de fermions mais qui n'apparaissent aujourd'hui que dans les phénomènes de hautes énergies (voir ci-dessous).

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Rappel donc, du monde de la matière (au niveau des particules atomiques et sub-atomiques) >
douze particules :

et trois forces :