Du quark au neutron et proton.

La première génération de quarks constitue la « matière ordinaire » (les neutrons (de charge électrique nulle) sont constitués de deux quarks Down et d'un quark Up, et les protons sont formés de deux quarks Up et d'un quark Down). Les quarks de deuxième et troisième générations sont plus lourds, forment des particules toutes instables, et se désintègrent en quarks de première génération.

Par Arpad Horvath — Own work, CC BY-SA 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=637353

La représentation graphique actuelle du proton et du neutron indique une combinaison de trois quarks. Nous devons alors proposer une représentation correspondante en 3D à l'aide de triangles équilatéraux formés d'une combinaison de billes en acier et de petits barreaux aimantés.

Nous allons manipuler les triangles entre eux, et constater un certain nombre d'évènements. Quand le circuit magnétique est continu dans le triangle, mettre deux triangles ensemble ne provoque aucune attirance ou répulsion. C'est normal, car le circuit est fermé. Quand il est ouvert, on obtient un processus oscillant. Continu et alternatif donc.

Effectuer une combinatoire permet de constater les situations suivantes :

Deux triangles en continu, rien ne se passe, il ny a ni attirance ni répulsion qui se manifeste entre les deux triangles;

Un triangle en continu et un autre en alternatif, seules deux sphères sont attirées sur les trois.

Deux triangles en alternatif, toutes les sphères s'attirent entre elles, avec un effet très fort quand deux barreaux pointent sur deux autres en ayant une polarité différente.

De deux triangles, nous pouvons passer à trois, en essayant de déterminer la combinaison gagnante, correspondant à la représentation du neutron et du proton. Le neutron par définition doit être neutre, c'est à dire ne rien attirer, alors que le proton, formé de trois quarks, doit lui être attractif.

Associons alors deux triangles continus et un alternatif, puisque trois triangles continus ensemble restent neutres.

Nous constatons quel les trois billes libres ne s'attirent ni ne se repoussent. La représentation 3D du neutron est trouvée. 

Associons alors un triangle continu et deux alternatifs, deux sphères se collent fortement entre elles, et la troisième moins fortement.

Associons trois triangles alternatifs, deux sphères se collent fortement entre elles, et deux externes moins fortement, là où le flux est continu au travers de la sphère.

Nous pouvons alors conclure que nous disposons au travers de la représentation de la structure formé de deux triangles continus et d'un triangle alternatif du neutron, et pour la structure formé d'un triangle continu et de deux triangles alternatif de la représentation du proton. La structure du proton semble pouvoir être double, soit deux triangles continus, soit trois. C'est la porte ouverte aux isotopes.

Passer d'une représentation 2D en une représentation 3D relève de l'exploit en ce domaine. Cela permet de poser que les constituants ultimes de la matière, sont au nombre de deux.