Physique des particules. Modèle standard (physique des particules) Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Modèle standard sous forme de tableau. Le modèle standard de la physique des particules est une théorie scientifique qui décrit les interactions entre les particules élémentaires qui constituent la matière. Elle permet de décrire avec une précision extrême tous les phénomènes corpusculaires comme les désintégrations nucléaires et elle n'a jamais été prise en défaut. Structure nucléaire. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
La connaissance de la structure des noyaux atomiques, ou structure nucléaire est un des chapitres clés de la physique nucléaire. Compte tenu de son importance, on en a fait un article séparé, et on consultera avec profit l’article physique nucléaire pour en situer le contexte, les chapitres connexes de physique et les applications de cette grande branche de la physique. Modèle de la goutte liquide[modifier | modifier le code] L'un des premiers modèles du noyau, proposé par Weizsäcker en 1935, est celui de la goutte liquide (voir le détail sous Formule de Weizsäcker).
Le noyau est assimilé à un fluide (quantique) constitué de nucléons (protons et neutrons) qui sont confinés dans un volume fini de l'espace par l'interaction forte. Une contribution attractive : chaque nucléon interagit avec ses voisins via l'interaction forte. Le modèle de la goutte liquide fut perfectionné en 1969 par Myers et Swiatecki. Rayon atomique. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Le rayon atomique d'un élément chimique est une mesure de la taille de ses atomes, d'habitude la distance moyenne entre le noyau et la frontière du nuage électronique qui l'entoure. Comme cette frontière n'est pas une entité physique bien définie, il y a plusieurs définitions non équivalentes du rayon atomique. Selon la définition, le terme peut s'appliquer seulement sur des atomes isolés, ou aussi sur des atomes dans de la matière condensée, une liaison covalente dans une molécule ou dans des états ionisés et excités. Sa valeur peut être obtenue par des mesures expérimentales ou calculés à partir de modèles théoriques.
Avec certaines définitions, la valeur du rayon atomique peut dépendre de l'état atomique et de son environnement[1] Nombre baryonique. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Présentation[modifier | modifier le code] En physique des particules, le nombre baryonique est un nombre quantique invariant. Il peut être défini comme le tiers de la différence entre le nombre de quarks et le nombre d'antiquarks dans le système : où. Molécule. Représentation graphique ou schématiques en 3d (dimension) d'une molécule de saccharose.
Schéma de la liaison covalente de deux atomes d'oxygène. Une molécule est une structure de base de la matière. L'Union internationale de chimie pure et appliquée définit la molécule comme « une entité électriquement neutre comprenant plus d'un atome »[1]. C'est l'assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, différents ou non, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de matière possédant les propriétés caractéristiques de la substance considérée. Les molécules constituent des agrégats atomiques liés par des forces de valence (liaisons covalentes) et elles conservent leur individualité physique.
Le concept de champ. La physique quantique Le concept de champ Dans le cadre de la physique moderne, le concept de champ occupe une place majeure, toute aussi importante par ses conséquences que le quantum d’action.
Il intervient dans toutes les théories de la physique quantique aussi bien que dans les théories avantgardistes comme la théorie des supercordes que nous décrirons un peu plus loin, sans oublier la physique classique. Les interactions fondamentales. Tous les processus physiques, chimiques ou biologiques connus peuvent être expliqués à l'aide de seulement quatre interactions fondamentales : l'interaction gravitationnelle, responsable de la pesanteur, de la marée ou encore des phénomènes astronomiques, l'interaction électromagnétique, responsable de l'électricité, du magnétisme, de la lumière ou encore des réactions chimiques et biologiques, l'interaction forte, responsable de la cohésion des noyaux atomiques, l'interaction faible, responsable de la radio-activité β, qui permet au Soleil de briller.
La théorie qui décrit la gravitation est la relativité générale, celle qui décrit les trois autres est le modèle standard. Néanmoins, ce dernier modèle explique les masses de tous les fermions élémentaires comme le résultat d'une nouvelle interaction, entre ces fermions et le boson BEH. Comme ce boson n'a été observé que très récemment, il est encore difficile de dire si cette nouvelle interaction existe telle qu'imaginée. Interaction faible. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
L'interaction faible (aussi appelée force faible et parfois force nucléaire faible) est l'une des quatre interactions fondamentales de la nature, les trois autres étant les interactions électromagnétique, forte et gravitationnelle. Elle est responsable de la désintégration radioactive de particules subatomiques et est à l'origine de la fusion nucléaire dans les étoiles. Elle affecte toutes les catégories de fermions connues, à commencer par les électrons, les quarks et les neutrinos. L'interaction faible a été décrite pour la première fois dans les années 1930 par Enrico Fermi, qui en faisait une interaction de contact à quatre fermions. Interaction forte. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
L'interaction forte lie les quarks dans les nucléons, ici dans un proton. Un effet dérivé de la force forte est responsable de la cohésion des nucléons (protons et neutrons) au sein du noyau de l'atome, la force nucléaire. Un autre effet dérivé est la cohésion même du noyau atomique, la liaison nucléaire. Propriétés[modifier | modifier le code] Interaction électromagnétique. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
La force de Lorentz, ou force électromagnétique, est la force que va subir une particule chargée dans un champ électromagnétique. C'est la principale manifestation de l'interaction électromagnétique. La force de Lorentz, appliquée dans diverses situations, induit l'ensemble des interactions électriques et magnétiques observées ; elle est de ce fait principalement étudiée en physique et en chimie. Les effets quantiques affectant la force électromagnétique sont étudiés dans le cadre de l'électrodynamique quantique. Description mathématique[modifier | modifier le code] Champ magnétique dans une bobine. ATTENTION : Cette partie est à revoir. E et B sont respectivement le champ électrique et le champ magnétique pris au point où se trouve la particule. v représente la vitesse de la particule dans le référentiel d'étude.
Gravitation. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. La gravitation est le phénomène d'interaction physique qui cause l'attraction réciproque des corps massifs entre eux, sous l'effet de leur masse. Il s'observe en raison de l'attraction terrestre qui nous retient au sol, qui se nomme la gravité et qui est responsable de plusieurs manifestations naturelles : les marées, l'orbite des planètes autour du Soleil, la sphéricité de la plupart des corps célestes en sont quelques exemples.
Spin. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Le spin est, en physique quantique, une des propriétés des particules, au même titre que la masse ou la charge électrique. Comme d'autres observables quantiques, sa mesure donne des valeurs discrètes et est soumise au principe d'incertitude. Spin. Page(s) en rapport avec ce sujet : Le spin est une propriété quantique intrinsèque...... Cette vision classique d'une «rotation propre» de la particule est en fait trop naïve ; en effet :... (source : techno-science) Définition simplifiée La notion de spin sert à classer mathématiquement la façon dont se transforment les objets sous l'effet des rotations de l'espace à trois dimensions.
S'il est invariant sous une rotation d'angle . Un objet sans symétrie spécifique, par exemple une carte à jouer représentant un trois de trèfle, possède un spin 1 car il est indispensable d'effectuer une rotation de (un tour complet) pour qu'il se retrouve dans sa position de départ. Remarquons que d'ordinaire, puisqu'une rotation d'angle est identique à l'identité, il semblerait que tout objet soit de spin entier car dans le pire des cas un objet devrait toujours être semblable à lui-même sous une rotation d'angle.
Saveur (physique) Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. La saveur, en physique des particules, est une caractéristique permettant de distinguer différents types de leptons et de quarks, deux sous-familles des fermions. Les leptons se déclinent en trois saveurs et les quarks en six saveurs. Charge de couleur. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Pour les articles homonymes, voir charge. En physique des particules, la charge de couleur est une propriété des quarks et des gluons qui ont leur propre interaction forte dans le contexte de la chromodynamique quantique. Il y a une analogie avec la notion de charge électrique des particules, mais il y a beaucoup de différences techniques. La « couleur » des quarks et des gluons n'a rien à voir avec la perception visuelle des couleurs, mais c'est le nom imagé pour une propriété qui n'a presque aucune manifestation au-delà du noyau atomique. Rouge, bleu et vert[modifier | modifier le code] On peut dire qu'une couleur de quark peut prendre 3 valeurs : rouge, vert ou bleu et qu'un antiquark peut prendre 3 anticouleurs : antirouge, antibleu et antivert (souvent représentés respectivement par cyan, jaune et magenta).
Cela est dû au fait que les gluons sont en réalité dans la superposition de différents états (par exemple ) indépendants entre eux. Champ de Higgs électrofaible. Oscillation de neutrinos. Théorie de jauge. Transition électronique. Supersymétrie. Brisure spontanée de symétrie. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. En physique, le terme brisure spontanée de symétrie renvoie au fait que, sous certaines conditions, certaines propriétés de la matière ne semblent pas respecter les équations décrivant le mouvement des particules (on dit qu'elles n'ont pas les mêmes symétries).
Cette incohérence n'est qu'apparente et ne signifie pas que les équations soient fausses. Superpartenaire. Supraconductivité. Superfluide. Paire de Cooper. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. En physique de la matière condensée, une paire de Cooper est le nom donné aux électrons liés entre eux à basses températures d'une manière spécifique décrite en 1956 par Leon Cooper[1]. Leon Cooper montrait qu'une petite interaction arbitraire entre électrons dans un métal peut induire un état de paire d'électrons ayant une énergie plus basse que l'énergie de Fermi, ce qui implique que cette paire est liée.
Dans les supraconducteurs classiques, cette attraction est due à l'interaction électron-phonon. L'état de paire de Cooper est responsable de la supraconductivité, comme indiqué dans la théorie BCS développée par John Bardeen, John Schrieffer et Leon Cooper pour laquelle ils obtinrent le prix Nobel de physique en 1972[2].