Physics

Site de vulgarisation scientifique. Interactive Periodic Table of the Elements, in Pictures and Words. Sommes-nous faits de poussières d'étoiles ? Vous avez sans doute déjà entendu l'expression « nous sommes faits de poussières d'étoiles »...

S'agit-il d'un mythe ou de la réalité ? Une équipe d'astronomes, partie sur les traces de ces poussières, est remontée jusqu'à leurs sources. Pas de doutes, 97 % de nos milliards de milliards d'atomes proviennent bien du cosmos. Ondes gravitationnelles : les coulisses d’une découverte. Observation pour la première fois d'une asymétrie matière-antimatière dans la désintégration d'un baryon. Pour la première fois, une particule de type baryon, le Λb , montre des signes d'asymétrie entre matière et antimatière.

Une anomalie mystérieuse est apparue dans la stratosphère. La taille du proton pose un vrai problème. Bien que très petit, un proton tient un certain volume, de quoi y mettre ses constituants : trois quarks et de nombreux gluons.

La taille d’un proton est ainsi déterminée par ses constituants élémentaires et leurs interactions, et dépend donc intimement du modèle standard des particules et de la théorie de la chromodynamique quantique. Or la taille du proton reste aujourd’hui un sujet de controverse, étant différente selon la manière de la mesurer. L’œil humain : un organe capable de détecter un seul photon! L’œil humain est un organe stupéfiant.

Une expérience effectuée dans un laboratoire de biophysique par des chercheurs américains et autrichiens vient de montrer que notre œil est capable de détecter un seul photon. Cela fait plusieurs décennies que les biologistes et les physiciens cherchent quelle est la limite de la quantité de lumière que nous pouvons percevoir. Des expériences antérieures effectuées sur des cellules de rétine de grenouilles avaient montré que les cellules qu’on appelle les bâtonnets réagissent à l’impact d’un seul photon. Mais jusqu’à aujourd’hui, on ne pouvait pas dire si le signal électrique produit par une cellule de type bâtonnet pouvait, après transmission vers le cerveau, induire un véritable signal à même d’être reconnu en tant que tel par le sujet. L'expérience d'Einstein-Bohr confirme la théorie quantique. La mécanique quantique est née pendant le premier quart du XXe siècle de l'exploration théorique et expérimentale des interactions entre la lumière et la matière.

Pendant le second quart du siècle dernier, l'interprétation de son formalisme a divisé les pères fondateurs avec d'un côté Einstein et Schrödinger qui pensaient que la solution donnée par la théorie au problème de la dualité onde-corpuscule était encore provisoire. De l'autre côté, Bohr et Heisenberg pensaient qu'elle était définitive. Des températures négatives plus chaudes que l'infini avec des atomes ultrafroids. Depuis les travaux de Maxwell et Clausius sur la théorie cinétique des gaz, on sait que la chaleur et la température sont reliées à l'énergie cinétique d'agitation des particules dans un gaz, des molécules ou des solides.

Lorsque cette agitation cesse dans un système physique, il ne contient plus de chaleur et sa température thermodynamique absolue, telle que l'a définie William Thomson Kelvin, devient nulle. La gravité, une force émergente d’origine entropique. L’attraction gravitationnelle est une force mystérieuse qui pose bien des ennuis aux physiciens théoriciens.

Dans un papier récent [1] qui fait le buzz dans la communauté, Erik Verlinde propose une hypothèse audacieuse : la gravité ne serait pas une force fondamentale, mais un phénomène émergent ayant pour origine la propension qu’a tout système physique à maximiser son entropie. L’exemple des forces de pression Quand on considère les forces qui s’exercent sur un objet, certaines sont l’expression macroscopique de forces bien identifiées à l’échelle microscopique, comme par exemple l’interaction électrostatique. Everything You Should Know About Sound. This post is part of Mini Week, where I’m posting a new mini post but not actually mini as it turns out every weekday this week.

I’ve always been a little confused about sound. So for “Tuesday’s” “mini” post, I decided to do something about that. We think of sound as something we hear—something that makes noise. But in pure physics terms, sound is just a vibration going through matter. The way a vibration “goes through” matter is in the form of a sound wave. But that’s not how sound waves work. A sound wave is more like an earthworm situation: Like an earthworm, sound moves by compressing and decompressing.

Sound starts with a vibration of some kind creating a longitudinal wave through matter. That’s what sound looks like—except picture an expanding ripple of spheres doing that. So instead of a curvy snake wave, sound is a pressure wave, which causes each piece of the air to be at either higher-than-normal pressure or lower-than-normal pressure. Voyage au centre de la Terre. Connaissez-vous la structure de la Terre ?

Pour ma part, je pensais avoir une idée raisonnable sur cette question, mais je me suis rendu compte en préparant ce billet que quelques unes de mes conceptions étaient totalement fausses ! J’ai aussi été frappé par le nombre de choses que l’on peut apprendre sur ce qu’il y a à l’intérieur de notre planète, alors que contrairement aux héros de Jules Verne, nous n’y avons jamais mis les pieds ! Alors croûte, manteau et noyau : voyons ce que l’on sait actuellement de la structure interne de notre bonne vieille Terre. Sans Einstein, pas de GPS ! [Quoique…]

En ce moment où l’on parle beaucoup de valorisation de la recherche, le grand public peut parfois s’interroger sur les retombées technologiques de certaines recherches très fondamentales.

Et pourtant les exemples ne manquent pas, à commencer par la mécanique quantique sans laquelle l’électronique et l’informatique n’existeraient pas ! Mais aujourd’hui, je voudrais évoquer le cas de la théorie de la relativité générale. Car cette théorie – qui nous permet de comprendre ce qu’est un trou noir ou comment s’est déroulé le big-bang – joue un rôle essentiel dans le fonctionnement du GPS. [Edit du 25/04/2013 : Suite à une discussion en commentaire, on m’a fait remarquer que la méthode actuelle de compensation des horloges GPS n’utilise en fait PAS les formules issues des théories d’Einstein. Why is the sky blue?

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