Archives de catégorie : Physique quantique

Matière noire

La matière noire ou matière sombre (traduction de l’anglais dark matter), parfois aussi nommée de façon plus réaliste matière transparente, désigne une catégorie de matière hypothétique, invoquée pour rendre compte d’observations astrophysiques, notamment les estimations de la masse des galaxies ou des amas de galaxies et les propriétés des fluctuations du fond diffus cosmologique.

Différentes hypothèses sont explorées sur la composition de la matière noire : gaz moléculaire, étoiles mortes, naines brunes en grand nombre, trous noirs, etc.

Cependant, les estimations de la densité de l’Univers et du nombre d’atomes impliquent une nature non baryonique.

Des astrophysiciens supposent d’autres particules, peut-être des superpartenaires tels que le neutralino, regroupées sous le nom générique de « WIMP ».

La matière noire aurait pourtant une abondance au moins cinq fois plus importante que la matière baryonique, pour constituer environ 27 %4 de la densité d’énergie totale de l’Univers observable, selon les modèles de formation et d’évolution des galaxies, ainsi que les modèles cosmologiques.

     

Le temps

Le temps est une notion qui rend compte du changement dans le monde.

Le questionnement s’est porté sur sa « nature intime » : propriété fondamentale de l’Univers, ou plus simplement produit de l’observation intellectuelle et de la perception humaine.

La somme des réponses ne suffit pas à dégager un concept satisfaisant du temps.

Toutes ne sont pas théoriques : la « pratique » changeante du temps par les hommes est d’une importance capitale.

Il n’existe pas de mesure du temps de la même manière qu’il existe, par exemple, une mesure de la charge électrique.

La mesure de la durée, c’est-à-dire du temps écoulé entre deux événements, se base sur des phénomènes périodiques (jours, oscillation d’un pendule…) ou quantiques (temps de transition électronique dans l’atome par exemple).

La généralisation de la mesure du temps a changé la vie quotidienne, la pensée religieuse, philosophique, et scientifique.

Pour la science, le temps est une mesure de l’évolution des phénomènes.

Selon la théorie de la relativité, le temps est relatif, il dépend de l’observateur, et l’espace et le temps sont intimement liés.

LHC : Large Hadron Collider

Le Grand collisionneur de hadrons,  Large Hadron Collider (LHC) en anglais, est un accélérateur de particules mis en fonction en 2008 et situé dans la région frontalière entre la France et la Suisse entre la périphérie nord-ouest de Genève et le pays de Gex (France).

C’est le plus puissant accélérateur de particules construit à ce jour, a fortiori depuis son amélioration achevée en 2015 après deux ans de mise à l’arrêt. Il est même présenté comme le plus grand dispositif expérimental jamais construit pour valider des théories physiques.

En 2012, il confirme l’existence du boson de Higgs.

Le LHC a été construit dans le tunnel circulaire (26,659 km de circonférence) de son prédécesseur, le collisionneur LEP (Large Electron Positron).

À la différence de ce dernier, ce sont des protons , de la famille des hadrons, qui sont accélérés pour produire des collisions, en lieu et place des électrons ou des positrons pour le LEP.

Ces protons seront accélérés jusqu’à une énergie de 7 TeV, soit près de 7 500 fois leur énergie de masse. L’énergie totale de deux protons incidents sera ainsi de 14 TeV.

Le LHC sera également utilisé pour accélérer des ions lourds comme le plomb avec une énergie totale de collision de 1 150 TeV pour le noyau dans son ensemble soit un peu plus de 2,75 TeV par nucléon qu’il contient.

Sept détecteurs, dont quatre de très grande taille, sont installés sur cet accélérateur, à savoir ATLAS, CMS, TOTEM, LHCb, ALICE, LHCf (en) et MoEDAL.

  

Physique quantique

La physique quantique est l’appellation générale d’un ensemble de théories physiques nées au XXe siècle qui, comme la théorie de la relativité, marque une rupture avec ce que l’on appelle maintenant la physique classique, qui regroupe par définition les théories et principes physiques connus au XIXe siècle.

Les théories dites « quantiques » décrivent le comportement des atomes et des particules, ce que la physique classique (notamment la mécanique newtonienne et la théorie électromagnétique de Maxwell) n’avait pu faire, et permettent d’élucider en particulier certaines propriétés du rayonnement électromagnétique qui restaient inexpliquées par la physique classique.