Corps noir Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. En physique, un corps noir désigne un objet idéal dont le spectre électromagnétique ne dépend que de sa température. Le nom corps noir a été introduit par le physicien Gustav Kirchhoff en 1862. Le modèle du corps noir permit à Max Planck de découvrir la quantification des interactions électromagnétiques, qui fut un des fondements de la physique quantique. Le modèle du corps noir[modifier | modifier le code] Le corps noir est un objet idéal qui absorberait toute l'énergie électromagnétique qu'il recevrait, sans en réfléchir ni en transmettre. La lumière étant un rayonnement électromagnétique, elle est absorbée totalement et l'objet éclairé devrait donc apparaître noir, d'où son nom. L'objet réel qui se rapproche le plus de ce modèle est l'intérieur d'un four. Chaque paroi du four émet et absorbe du rayonnement. Les lois du corps noir[modifier | modifier le code] Loi de Planck[modifier | modifier le code] avec en W.m-2.sr-1.m-1.
Théorie de jauge Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Pour les articles homonymes, voir Jauge. L'expression « invariance de jauge » a été introduite en 1918 par le mathématicien et physicien Hermann Weyl. Description mathématique[modifier | modifier le code] On considère un espace-temps classique modélisé par une variété différentielle lorentzienne à quatre dimensions, pas nécessairement courbe. Champs de jauge et espaces fibrés[modifier | modifier le code] Les théories de champs de jauge dans l'espace-temps utilisent la notion d'espace fibré différentiel. On considère plus précisément un fibré principal, dont la fibre s'identifie au groupe de structure qui est un groupe de Lie précisant la symétrie de la théorie, appelée « invariance de jauge ». Quelques groupes de Lie[modifier | modifier le code] Principaux groupes de Lie[modifier | modifier le code] Cas particuliers[modifier | modifier le code] O(1) = {1, -1}SO(1) = {1}.U(1) est le cercle unité complexe. Voir aussi[modifier | modifier le code]
Matière noire Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Cet article concerne la matière de nature inconnue. Pour le film, voir Dark Matter. La matière noire (ou matière sombre), traduction de l'anglais dark matter, désigne une catégorie de matière hypothétique jusqu'à présent non détectée, invoquée pour rendre compte d'observations astrophysiques, notamment les estimations de masse des galaxies et des amas de galaxies et les propriétés des fluctuations du fond cosmologique. Différentes hypothèses sont émises et explorées sur la composition de cette hypothétique matière noire : gaz moléculaire, étoiles mortes, naines brunes en grand nombre, trous noirs, etc. La matière noire aurait pourtant une abondance au moins cinq fois plus importante que la matière baryonique, pour constituer environ 24 %[2] de la densité d'énergie totale de l'Univers observable[3], selon les modèles de formation et d'évolution des galaxies, ainsi que les modèles cosmologiques. Premiers indices[modifier | modifier le code]
Particules atomiques - nomenclature, systématique FERMION => Matière 12 fermions de spin 1/2 qui sont les particules de "matière", séparées en deux catégories : 6 quarks et leurs anti-quarks, qui forment des particules composites : les hadrons, mésons 6 leptons et leurs anti-leptons. Voir Illustration / Matière BOSONS => Rayonnement 12 bosons de spin 1 qui sont les particules de "rayonnement" et qui sont les vecteurs des différentes interactions: 8 gluons qui transmettent l'interaction forte, les W+ et W- qui transmettent l'interaction faible, le Z0 qui transmet une forme de l'interaction faible provenant de l'interaction électrofaible, le photon qui transmet l'interaction électromagnétique. Voir Forces Lorsque les fermions sont liés par une force, ils échangent des bosons. Image Deux patineurs en mouvement se renvoyant un ballon.
Vide quantique Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Pour les articles homonymes, voir Vide. Pour le physicien le vide a toujours été une notion extrêmement difficile à définir. La physique quantique, en particulier, vient compliquer la définition du vide. Il est possible de considérer qu'un système dans le vide est isolé, c’est-à-dire non perturbé par une force extérieure. Inégalité d'Heisenberg[modifier | modifier le code] Les inégalités d'Heisenberg (plus connues sous le nom de principe d'incertitude) sont une conséquence directe de la dualité onde-corpuscule. où ℏ est la Constante de Planck normalisée. Fluctuation du vide et création de paires de particules[modifier | modifier le code] L'équation la plus célèbre de la physique traduit l'équivalence entre masse et énergie. Fluctuation du vide et force de Casimir[modifier | modifier le code] La manifestation expérimentale la plus flagrante des fluctuations du vide est la force de Casimir. Voir aussi[modifier | modifier le code]
Particule élémentaire En physique des particules, une particule élémentaire, ou particule fondamentale, est une particule dont on ne connaît pas la composition : on ne sait pas si elle est constituée d'autres particules plus petites. Les particules élémentaires incluent les fermions fondamentaux (quarks, leptons, et leurs antiparticules, les antiquarks et les antileptons) qui composent la matière et l'antimatière, ainsi que des bosons (bosons de jauge et boson de Higgs) qui sont des vecteurs de forces et jouent un rôle de médiateur dans les interactions élémentaires entre les fermions. Une particule qui contient plusieurs particules élémentaires est une particule composite. La matière telle qu'on la connaît est composée d'atomes, que l'on croyait initialement être des particules élémentaires (le mot « atome » signifie insécable en grec). Les fermions élémentaires ont un spin demi-entier et obéissent à la statistique de Fermi-Dirac et au principe d'exclusion de Pauli : ils constituent la matière baryonique.
Mer de Dirac Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. La Mer de Dirac est un concept métaphorique représentant le vide quantique, proposé par le physicien britannique Paul Dirac (1902-1984). Figure 1 : Le vide est représenté par une « mer » allant d'une profondeur infinie d'énergie négative jusqu'à une valeur maximale considérée comme le zéro de l'énergie. Description[modifier | modifier le code] Paul Dirac suggéra que l'on considère le vide quantique non comme un milieu désertique, mais comme une mer d'électrons de profondeur infinie où chaque électron occuperait un niveau d'énergie propre, s'étalant sur une échelle allant de l'infini négatif jusqu'à une certaine valeur maximale. Un « trou » dans l'énergie négative de la mer de Dirac, c'est-à-dire une absence d'énergie négative, correspond à un état d'énergie positive rempli, les deux états se convertissant respectivement en une paire positron-électron lors d'une fluctuation d'énergie du vide. Voir aussi[modifier | modifier le code]
Liste de particules Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Cet article est une liste de particules en physique des particules, incluant les particules élémentaires actuellement connues et hypothétiques, ainsi que les particules composites qui peuvent être construites à partir d'elles. Particules élémentaires[modifier | modifier le code] Une particule élémentaire est une particule ne possédant aucune structure interne mesurable, c’est-à-dire qu'elle n'est pas composée d'autres particules. Il s'agit des objets fondamentaux de la théorie quantique des champs. Les particules élémentaires peuvent être classées selon leur spin : les fermions possédant un spin demi-entier qui constituent la matière de l'univers,les bosons ayant un spin entier et qui donnent naissance aux forces agissant entre les particules de matière. Modèle standard[modifier | modifier le code] Fermions (spin demi-entier)[modifier | modifier le code] Structure du proton : 2 quarks up et un quark down. Les bosons possèdent un spin entier.
Théorie des supercordes Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Vue d'artiste de la théorie des supercordes Actuellement, le problème le plus fondamental en physique théorique est la grande unification, ou, autrement dit, l'harmonisation de la théorie de la relativité générale, qui décrit la gravité, et s'applique bien aux grandes structures (étoiles, planètes, galaxies), et de la mécanique quantique qui décrit les trois autres forces fondamentales connues : électromagnétique (EM), l'interaction faible (W) et forte (S). La physique des particules élémentaires modélise celles-ci comme des points dans l'espace et les fait interagir à distance nulle, ce qui amène à des résultats de valeurs infinies. Les physiciens ont développé des techniques mathématiques, dites de renormalisation, pour éliminer ces infinis, qui fonctionnent pour les forces électromagnétiques, nucléaire forte et nucléaire faible, mais pas pour la gravité : à distance nulle la théorie de la gravité d'Einstein ne fonctionne pas.
Physique des particules La physique des particules ou la physique subatomique est la branche de la physique qui étudie les constituants élémentaires de la matière et les rayonnements, ainsi que leurs interactions. On l'appelle aussi parfois physique des hautes énergies car de nombreuses particules élémentaires, instables, n'existent pas à l'état naturel et peuvent seulement être détectées lors de collisions à hautes énergies entre particules stables dans les accélérateurs de particules. La découverte du boson de Higgs a permis le consensus et la mise à jour en 2014 du tableau des composants de la matière qui avait été établi en 2005 à l'occasion de l'année mondiale de la physique[1]. Historique[modifier | modifier le code] En 1869, le premier tableau périodique des éléments de Mendeleïev permit d'affermir le point de vue prévalant durant tout le XIXe siècle que la matière était faite d'atomes. Les grandes dates[modifier | modifier le code] Classement des particules subatomiques[modifier | modifier le code] . et où
Théorie des cordes Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Les niveaux de grossissements : monde macroscopique, monde moléculaire, monde atomique, monde subatomique, monde des cordes. La théorie des cordes est un domaine actif de recherche traitant de l'une des questions de la physique théorique : fournir une description de la gravité quantique c’est-à-dire l’unification de la mécanique quantique et de la théorie de la relativité générale. La principale particularité de la théorie des cordes est que son ambition ne s’arrête pas à cette réconciliation, mais qu’elle prétend réussir à unifier les quatre interactions élémentaires connues, on parle de théorie du tout. La théorie des cordes a obtenu des premiers résultats théoriques partiels. Présentation élémentaire du problème[modifier | modifier le code] Il reste que certains phénomènes nécessiteraient l'utilisation des deux théories. Hypothèses et prédictions[modifier | modifier le code] La théorie repose sur deux hypothèses : Le graviton, boson (c.
Théorie du Tout Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Un évènement simulé dans le détecteur de particule du LHC du CERN Le nom de théorie du tout désigne une théorie physique susceptible de décrire de manière cohérente et unifiée l'ensemble des interactions fondamentales. Une telle théorie n'a pas été découverte à l'heure actuelle, principalement en raison de l'impossibilité de trouver une description de la gravitation qui soit compatible avec la mécanique quantique, qui est le cadre théorique utilisé pour la description des trois autres interactions connues (électromagnétisme, interaction faible et l'interaction forte). L'unification théorique des quatre forces fondamentales régissant la physique dans son ensemble porte aussi le nom de superforce. Historique[modifier | modifier le code] La physique dans son ensemble procède d'une démarche unificatrice, cherchant à développer des théories susceptibles d'offrir la description d'un nombre croissant de phénomènes physiques.