1 : Lumière sur le photon. La physique quantique 1 ou Lumière sur le photon Introduction La théorie quantique est utilisée par les physiciens pour rendre compte des phénomènes qui ont cours à l'échelle microscopique des particules.
La puissance oprératoire de cette physique est considérable. Albert Einstein, pour ne citer que lui, n'a jamais accepté certaines des conséquences de la théorie quantique: voyez comme il lui tire la langue! 2 : Orbitales et indétermination quantique. La physique quantique 2 ou Orbitales et indétermination quantique L'atome quantique Revenons à notre atome; la physique quantique va rendre le modèle de Bohr caduque et le remplacer par un modèle plus flou... plus difficile à se représenter.
3 : Fermions, bosons et ségrégation quantique. 4 : Le chat mort-vivant de Schrödinger. La physique quantique 4 ou Le chat mort-vivant de Schrödinger.
5 : La transmission de pensée quantique. La physique quantique 5 ou La transmission de pensée quantique La non-séparabilité encore appelé effet EPR (pour Einstein Podolski Rosen) est un phénomène quantique qui heurte le sens commun.
SI ce phénomène est désormais solidement établi sur le plan expériemental (notamment par l'équipe française d'Alain Aspect en 1983), ses conséquences demeurent obscures. La non-séparabilité remet en cause l'idée de localité des objets, qui semble pourtant aller de soi. Imaginons deux particules qui interagissent puis s'éloignent l'un de l'autre : Ces deux particules jumelles sont dites corrélée, comme par exemple deux photons émis par un même atome excité.Ces deux photons, comme tous les photons, sont dotés d'une propriété particulière, la polarisation, qui est définie comme la direction du champ électrique qui leur est associé:Deux photons corrélés auront donc une mesure de polarisation de +1 pour l'un et obligatoirement de -1 pour l'autre. conclusion.
6 : L'antimatière et la matière-fossile. L'antimatière est constituée d' : antiquarks, anti-électrons, antineutrinos. Nous avons vu précédemment que toutes les particules sont caractérisées par des propriétés quantifiées par des Par exemple la charge électrique Q et le nombre de spin J, mais aussi d'autres grandeurs aux noms aussi ésotériques que le nombre baryonique B, le nombre leptonique L, l'isospin T, l'étrangeté S, l'hypercharge Y ou le charme C ! 7 : Quarks et neutrinos. La matière aujourd-hui 1 ou Quarks et neutrinos Jusqu'en 1964, on croyait qu'il n'existait que trois particules élémentaires constitutives de l'atome: l'électron, le proton et le neutron.Cependant, de nombreuses particules instables (de durée de vie de l'ordre de 10-23 secondes) avaient été détectées soit dans le rayonnement cosmique, soit dans les chocs de haute énergie créés dans les accélérateurs de particules construits après la guerre de 39-45.
Les accélérateurs de particules Ces accélérateurs, encore nommés collisionneurs, sont d'énormes machines très onéreuses qui peuvent atteindre plusieurs dizaines de kilomètres de longueur. Les accélérateurs peuvent être actuellement de deux types: les synchrotrons ou accélérateurs circulaires dont le plus grand est le LEP (Large Electron Positron ring) du CERN (Centre d'Etude et de Recherche Nucléaire) à Genève. Les quarks. 8 : un boson, comment ça marche? Les quatre interactions fondamentales ou un boson, comment ça marche?
De l'importance du mouvement Nous avons vu le monde des particules de matière.Ce monde n'est qu'une des deux facettes de l'univers qui nous entoure. En effet, tous les phénomènes physiques, chimiques ou biologiques tels que la chute d'une pomme d'un arbre (tiens tiens!) Ces forces sont: La gravitation qui fait tomber les pommes sur la tête de certains. 9 : La symphonie newtonienne: Pom pom pom poom.
10 : le photon plus ou moins forcé. Ou le photon plus ou moins forcé Le facteur de la cohésion Un corps de masse importante, comme une planète de plus de 300 km de diamètre, est dominé par la gravitation qui lui impose une forme globale sphérique.
Cette forme parfaite est spontanément adoptée par tous les astres, planètes ou étoiles. Par contre, un objet de masse faible est dominé par la force électromagnétique qui assure sa cohésion interne. 11 : La colle super-gluon. L'interaction forte ou La colle super-gluon L'interaction forte est responsable du confinement des protons et des neutrons dans les noyaux atomiques.
Son intensité est considérable et elle dominerait toutes les autres forces de la nature si son rayon d'action n'était pas aussi minuscule (de l'ordre de la taille des noyaux atomiques, soit 10-15mètre). Cela explique que dans un noyau, deux protons, de même charge Q positive, ne soient pas séparés violemment par la force électromagnétique: l'interaction forte est beaucoup plus puissante.
12 : la force anticonformiste. L'interaction faible ou la force anticonformiste Décrite en 1934 par le physicien italien Enrico Fermi, cette interaction est responsable de la radioactivité Bêta où un nucléon se transforme en un autre nucléon, en émettant une paire électron-antineutrino (ou leurs antiparticules).
13 : Et si on récapitulait ? Ou Et si on récapitulait ?
Maintenant que nous avons fait le tour de toutes les particules élémentaires de matière (fermions) et des particules vecteurs (bosons) des 4 forces fondamentales de l'Univers, nous sommes en mesure d'en faire la synthèse. Cette synthèse des connaissances actuelles, sans doute provisoire, s'appelle le modèle standard.Ce modèle s'appuie sur la physique quantique et la relativité et bénéficie d'un très large consensus dans la communauté des physiciens des particules.
Il utilise un formalisme mathématique très élaboré et très hermétique pour le non-spécialiste. La puissance de ce formalisme vient de ce qu'il a permis de prédire l'existence de particules (par exemple les bosons intermédiaires) qui ont été découvertes expérimentalement par la suite. 14 : Plus que 3 ou 2 interactions... Ou Plus que 3 ou 2 interactions... Philosophie et rêve d'unification des physiciens.
15 : La superforce, la supersymétrie et les supercordes. Ou La superforce, la supersymétrie et les supercordes La Superforce Encore plus fort! Cette "théorie de Tout" unifie la gravitation et l'interaction électronucléaire de la théorie GUT. Les 4 interactions du début ne serait donc que les 4 facettes d'une même interaction, surnommée la Superforce, qui règnait à l'origine ultime des temps à une énergie titanesque de 1019 GeV.Cette énergie n'était possible qu'avec un Univers hyperdense d'un diamètre équivalent à 10-33 m (Par comparaison, un proton mesure 10-15 m)!