## Physique Question #1283

Mireille Messier (Genre: femelle, Àge: 31 années) de Toronto sur 23 février 2003 demande:

Qu'est qui est plus petit, un quark ou un neutrino ?

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## La réponse

### Pekka Sinervo répondu le 29 août 2012

We actually don't know whether the quark or neutrino have a "size" in the conventional sense.  The sizes of elementary particles are defined by the regions of space that they occupy, something that we can directly measure by colliding particles together and seeing how they ricochet off each other. This is analogous to how Lord Rutherford discovered the nucleus of the atom by firing alpha particles at gold atoms.

In the case of quarks and electrons, studies of very high-energy collisions of electrons and protons tell us that the sizes of these objects are less than about 10^{-18} m. That is 0.0000000000000000001m. We can't do similar experiments on neutrinos, but we've assumed that they behave just like electrons.

Both types of particles have mass, and here the quarks win out, though the actual value of that mass depends on how it's defined, given that we haven't observed individual quarks.  The quarks  come bound up in pairs or triplets and the mass they appear to have depends on how we model that bound state.  The up and down quarks have masses of around a few MeV/c^2 (a strange unit for mass -- it's a million electron-volts divided by the speed of light squared -- 1 MeV/c^2 = 1.8 x 10^(-24) kg), while the heaviest quark, the top quark, has a mass of around 172,000 MeV/c^2.   In the case of neutrinos, we only have rough constraints on their masses, which we get by looking at how neutrinos are produced when nuclei decay and how often one type of neutrino changes into another type (or flavour).   We believe that neutrino masses are less than about 1 eV/c^2, or at least a million times lighter than quarks.

### Jeremy Whitlock répondu le 9 mars 2003

Le neutrino gagne sans doute. Il prend trois quarks de faire un proton ou un neutron (les blocs de construction des éléments), de sorte que chaque quark a une masse à peu près un tiers de celle d'un proton ou un neutron (chacun de ceux-ci, à son tour, pèse environ deux millionièmes de milliardième d'un milliardième de gramme!). La masse (ou de façon équivalente l'énergie au repos), d'un neutrino est toujours en cours d'élaboration, mais nous savons que le type de neutrino le plus lourd pèse au moins 30 fois moins qu'un proton ou un neutron (ou, au moins 10 fois plus petit qu'un quark). Le type de neutrino le plus léger pèse au moins plusieurs centaines de millions de fois moins d'un proton ou un neutron.

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