INTERACTIONS (physique)Interaction gravitationnelle

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Gravitation entre le Soleil et une planète

Gravitation entre le Soleil et une planète
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Courbure de l'espace selon Einstein

Courbure de l'espace selon Einstein
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Les tests expérimentaux

La théorie d'Einstein prédit des modifications aux orbites des planètes autour du Soleil par rapport à la théorie de Newton, modifications relativement importantes dans le cas de Mercure. Au xixe siècle, des astronomes avaient observé que le périhélie, c'est-à-dire le point le plus proche du Soleil sur l'ellipse formée par la trajectoire de Mercure, effectuait une précession lente (environ 574 secondes d'arc par siècle). Dans le cadre de la théorie de Newton et en considérant les perturbations gravitationnelles dues aux autres planètes connues, on ne pouvait rendre compte que de 531 secondes sur 574. Il restait donc une très petite avance (43 secondes d'arc par siècle) qui semblait ne pas pouvoir être expliquée. Ce fait fut noté par l'astronome Urbain Le Verrier en 1859 ; de très nombreuses hypothèses furent alors émises, diverses théories furent proposées sans qu'aucune soit vraiment convaincante. En 1915, Einstein arriva à expliquer l'avance du périhélie de Mercure grâce à sa théorie. Toutefois, dans les années 1960 des doutes sont venus du côté des astronomes : Einstein avait effectué le calcul de l'avance du périhélie de Mercure dans l'hypothèse où le Soleil était parfaitement sphérique, ce qui était tout à fait raisonnable ; or des astronomes semblaient observer que le Soleil n'était pas parfaitement sphérique. Le calcul fut donc refait en tenant compte de ces données observationnelles, mais l'on obtenait un résultat un peu supérieur aux 43 secondes d'arc par siècle. Aujourd'hui, la question reste ouverte et des projets sont menés pour déterminer précisément la forme du Soleil.

Une autre conséquence de la relativité générale, découverte par Einstein elle aussi, est que la lumière (ou plus généralement une onde électromagnétique) ne se propage plus toujours en ligne droite : la matière (étoiles, galaxies, etc.) courbe l'espace-temps en son voisinage et les rayons de lumière qui passent à proximité se trouvent donc déviés. Ainsi, la lumière d'une étoile lointaine, qui passe près du Soleil, est très [...]

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Écrit par :

  • : professeur à la faculté des sciences de l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie
  • : chercheur au Laboratoire de gravitation et cosmologie relativistes, université de Paris-VI

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Autres références

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INTERACTIONS (physique) - Vue d'ensemble

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La physique moderne considère que l'ensemble des phénomènes physiques s'expliquent par l'action de quatre interactions fondamentales : d'une part, la gravitation et l'électromagnétisme, qui ont une portée infinie et dont la description classique est souvent suffisante ; d'autre part, les interactions nucléaires fortes et faibles, qui ne s'expriment […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interactions-physique-vue-d-ensemble/

INTERACTIONS (physique) - Électromagnétisme

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INTERACTIONS (physique) - Interaction électrofaible

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INTERACTIONS (physique) - Interaction nucléaire forte

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INTERACTIONS (physique) - Unification des forces

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L'ambition des scientifiques a toujours été de décrire des phénomènes variés comme des manifestations diverses de quelques processus fondamentaux. En physique, cette démarche a été couronnée de spectaculaires succès ; la reconnaissance du fait qu'un petit nombre d'interactions fondamentales − la gravitation, l' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interactions-physique-unification-des-forces/

BANDES D'ÉNERGIE THÉORIE DES

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Dans un atome isolé, les électrons se répartissent, en obéissant au principe de Pauli, entre des niveaux d'énergie bien déterminés, pratiquement sans largeur. Quand on rapproche par la pensée N atomes (avec N  ∼ 10 23 ) pour construire un solide et qu'on oublie l'interaction entre les atomes, on est en droit de dire que chaque niveau atomique d'én […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/theorie-des-bandes-d-energie/#i_14600

CHAMP, physique

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CHAMPS THÉORIE DES

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Dans le chapitre « Calculs perturbatifs et diagrammes de Feynman »  : […] La méthode de calcul des observables physiques qui s'est révélée la plus féconde en théorie quantique des champs est fondée sur la théorie mathématique des développements en série. L'idée est de raffiner un résultat par des approximations successives : on considère d'abord que les champs présents dans la réaction étudiée sont libres et que leurs i […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/theorie-des-champs/#i_14600

CHROMODYNAMIQUE QUANTIQUE

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COMPTON EFFET

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COSMOLOGIE

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Dans le chapitre « Le rayonnement »  : […] L'omniprésence du rayonnement est riche en conséquences. En effet, les photons du rayonnement interagissent avec les particules de matière. La matière ordinaire est essentiellement formée de protons et de neutrons d'une part (qui composent par exemple les noyaux des atomes) et d'électrons d'autre part. Dans les conditions ordinaires, les électrons […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cosmologie/#i_14600

EFIMOV VITALY (1938- )

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
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Physicien russe, Vitaly N. Efimov est né en 1938 à Leningrad (aujourd’hui Saint-Pétersbourg). Après sa thèse soutenue en 1966 à l’institut physico-technique Ioffe de cette ville, Efimov a publié en décembre 1970 un court article de deux pages intitulé « Niveaux d’énergie dus aux forces résonantes à deux corps dans un système à trois corps » dans la […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/vitaly-efimov/#i_14600

FORMULATION DE LA THÉORIE ÉLECTROFAIBLE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
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En 1967, Steven Weinberg et Abdus Salam parviennent de façon indépendante à unifier en une seule théorie l'électromagnétisme et l'interaction nucléaire faible. Dans une remarquable synthèse de nombreux travaux théoriques antérieurs (en particulier ceux de Sheldon Glashow), Weinberg et Salam proposent que ces deux forces soient issues d'une même int […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/formulation-de-la-theorie-electrofaible/#i_14600

GELL-MANN MURRAY (1929- )

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Physicien théoricien américain, né à New York le 15 septembre 1929. Nommé en 1952 professeur assistant à l'université de Chicago, Gell-Mann rejoint en 1955 le California Institute of Technology (Caltech) à Pasadena. Il y est nommé professeur de physique théorique en 1967. Lauréat du prix Nobel de physique en 1969, Gell-Mann est à l'origine des idé […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/murray-gell-mann/#i_14600

GRENATS

  • Écrit par 
  • Gérard GUITARD, 
  • Ramanathan KRISHNAN
  •  • 4 299 mots
  •  • 11 médias

Dans le chapitre « Structure cristalline »  : […] C'est la structure cristalline qui détermine la nature des interactions magnétiques. La structure grenat se classe dans l'holoèdre du système cubique appartenant au groupe d'espace I à 3d-O h 10 . Chaque cellule unité contient huit unités de formule A 3 B 2 C 3 O 12 . Les atomes métalliques (cations) A, B et C se trouvent dans des sites cristallogr […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/grenats/#i_14600

HAROCHE SERGE (1944- )

  • Écrit par 
  • Claude COHEN-TANNOUDJI, 
  • Jean-Michel RAIMOND
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Né le 11 septembre 1944 à Casablanca, Serge Haroche intègre en 1963 l'École normale supérieure (E.N.S.), où il passe l'agrégation de physique et un doctorat de troisième cycle. Entré au C.N.R.S., il soutient, en 1971, un doctorat d'État préparé sous la direction de Claude Cohen-Tannoudji. Il est nommé professeur à l'université Pierre-et-Marie-Curi […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/serge-haroche/#i_14600

HEISENBERG WERNER KARL (1901-1976)

  • Écrit par 
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  •  • 3 503 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Théorie quantique des champs »  : […] Dès 1927, Paul Dirac avait étendu hardiment la portée de l'algèbre quantique à des systèmes d'un nombre indéfini d'éléments, tels que les quanta de rayonnements électromagnétiques qui peuvent être créés ou annihilés dans les processus d'émission ou d'absorption. En outre, il avait découvert une formulation relativiste de la mécanique quantique des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/werner-karl-heisenberg/#i_14600

HYPERSONS

  • Écrit par 
  • Pierre TOURNOIS
  •  • 2 749 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Interactions »  : […] À côté de l'interaction phonon acoustique-phonon thermique responsable de l'atténuation des hypersons, de nombreux autres effets d'interactions peuvent exister : l'effet des dislocations, la diffraction par les défauts cristallins, les effets thermo-élastique, acousto-électrique dans les milieux semi-conducteurs, magnéto-élastique dans les milieu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hypersons/#i_14600

LUMIÈRE

  • Écrit par 
  • Séverine MARTRENCHARD-BARRA
  •  • 6 171 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Interaction lumière-matière »  : […] Il est aisé de comprendre au premier degré par quel procédé un objet – rouge par exemple – nous apparaît d'une certaine couleur. Éclairée par de la lumière dite blanche (comme celle du soleil ou d'une ampoule), il ne renvoie vers notre œil qu'une partie du rayonnement incident – les composantes rouges de la lumière. Les autres composantes sont abs […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lumiere/#i_14600

MAGNÉTISME

  • Écrit par 
  • Damien GIGNOUX, 
  • Étienne de LACHEISSERIE, 
  • Louis NÉEL
  •  • 15 766 mots
  •  • 11 médias

Dans le chapitre « Interactions magnétiques »  : […] L'interprétation des diverses sortes de magnétisme repose sur l'existence, entre porteurs de moment, d'interactions dont la nature, longtemps obscure, a pu être éclaircie à l'aide de la mécanique quantique. Lorsque les orbitales sur lesquelles évoluent deux électrons ont une partie – même faible – commune, le principe d'exclusion de Pauli conduit […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetisme/#i_14600

MASSE, physique

  • Écrit par 
  • Jean-Marc LÉVY-LEBLOND, 
  • Bernard PIRE
  •  • 4 054 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Masse et interactions »  : […] Nous savons que la matière est composée d'atomes, eux-mêmes composés d'électrons et d'un noyau constitué de particules plus fondamentales : les quarks et gluons, qui forment les nucléons, regroupés dans le noyau. L'affirmation que la masse d'un corps quelconque est fournie par celle de ses constituants, même en tenant compte pour être plus précis d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/masse-physique/#i_14600

MATIÈRE (physique) - État solide

  • Écrit par 
  • Daniel CALÉCKI
  •  • 8 602 mots
  •  • 13 médias

Dans le chapitre «  La cohésion des solides »  : […] Il est toujours possible de transformer un solide en un gaz, en lui fournissant une énergie, appelée énergie de cohésion ou de sublimation. Cette énergie traduit l'existence de forces d'interaction – de liaisons – entre atomes. L'interaction entre deux atomes met en jeu deux types de forces antagonistes. Le premier est de nature répulsive : dès que […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-etat-solide/#i_14600

MATIÈRE (physique) - État liquide

  • Écrit par 
  • Jean-Louis RIVAIL
  •  • 3 245 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « Les potentiels intermoléculaires et les modèles de l'état liquide »  : […] Pour comprendre théoriquement l'état liquide, il convient d'avoir en mémoire qu'il existe toujours entre deux molécules neutres des forces présentant un caractère attractif à courte distance, que l'on nomme forces de Van der Waals. Elles se manifestent par un minimum de la courbe de variation de l'énergie d'interaction u ( r ) avec la distance. Dan […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-etat-liquide/#i_14600

PARITÉ, physique

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 164 mots

Transformation qui change toutes les coordonnées spatiales en leurs opposées. Les interactions gravitationnelles, électromagnétiques et nucléaires fortes sont invariantes par parité. Les interactions faibles violent de façon maximale cette symétrie. Cette caractéristique proposée en 1956 par les physiciens chinois Tsung Dao Lee et Chen Ning Yang f […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/parite-physique/#i_14600

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux

  • Écrit par 
  • Maurice JACOB, 
  • Bernard PIRE
  •  • 8 162 mots
  •  • 12 médias

Dans le chapitre « La famille des bosons »  : […] Les interactions entre particules élémentaires, sur lesquelles nous reviendrons plus en détail, correspondent à l'émission d'un champ et à la réaction à ce champ. L'archétype est le champ électrique, créé par la présence d'une particule chargée, qui influence d'autres éléments chargés. Ces champs ont une forme quantique qui associe la force due à […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-caracteres-generaux/#i_14600

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Détecteurs de particules

  • Écrit par 
  • Pierre BAREYRE, 
  • Jean-Pierre BATON, 
  • Georges CHARPAK, 
  • Monique NEVEU, 
  • Bernard PIRE
  •  • 10 941 mots
  •  • 14 médias

Dans le chapitre « Détecteurs électroniques »  : […] Les détecteurs servent à compter les particules émises par des noyaux ou des atomes instables, à mesurer leur flux moyen, leur énergie, leur position spatiale, ou à déterminer leur nature. Les problèmes varient suivant la nature des rayonnements dont l'interaction avec la matière conditionne le choix du type de détecteur. Mais, en règle générale, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-detecteurs-de-particules/#i_14600

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Bosons

  • Écrit par 
  • Claude COHEN-TANNOUDJI, 
  • Jacques DUPONT-ROC, 
  • Gilbert GRYNBERG, 
  • Bernard PIRE
  •  • 3 727 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « L'interaction photon-particule »  : […] En théorie quantique, l'interaction de la matière avec le champ électromagnétique est décrite en termes d'absorptions, d'émissions ou de diffusions de photons. Ainsi l'effet photoélectrique, qui correspond à l'ionisation d'un atome sous l'action d'un champ électromagnétique de fréquence ν, est-il le résultat de l'absorption d'un photon d'énergie h […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-bosons/#i_14600

PHONON

  • Écrit par 
  • Jean-Paul BURGER
  •  • 2 360 mots
  •  • 3 médias

Les phonons, ou vibrations collectives d'un ensemble d'atomes en interactions, représentent un des aspects les plus importants de la physique des solides. Ils interviennent dans des propriétés aussi diverses que la propagation d'ondes sonores, la chaleur spécifique, la conductivité thermique et électrique, la supraconductivité, la ferro-électricit […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/phonon/#i_14600

PHYSIQUE - Les fondements et les méthodes

  • Écrit par 
  • Roland OMNÈS
  •  • 10 729 mots
  •  • 8 médias

Dans le chapitre « Les fondements de la physique contemporaine »  : […] Le cadre dans lequel se situe la physique contemporaine est celui d'un espace et d'un temps qui sont bien définis pour un observateur déterminé. Si l'on veut s'affranchir de cette référence à l'observation, il est nécessaire de tenir compte de la manière dont les mesures de distance et de temps sont affectées par le mouvement des appareils de mesur […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/physique-les-fondements-et-les-methodes/#i_14600

PRESSIONS PHYSIQUE & CHIMIE DES HAUTES

  • Écrit par 
  • Bernard LE NEINDRE, 
  • Boris OKSENGORN, 
  • Jacques ROMAND, 
  • Boris VODAR
  •  • 5 490 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Aspects fondamentaux »  : […] Les nuages électroniques des particules créent des forces d'interactions comportant une partie attractive à longue distance et une partie répulsive à courte distance. Les forces attractives sont les forces de Van der Waals, dont la partie la plus importante correspond aux forces de London, c'est-à-dire aux couplages entre les dipôles correspondant […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/physique-et-chimie-des-hautes-pressions/#i_14600

RAYONNEMENT, physique

  • Écrit par 
  • Viorel SERGIESCO
  •  • 444 mots

Terme général désignant toute forme d'énergie en mouvement. Il s'agit le plus souvent d'un rayonnement ondulatoire , c'est-à-dire de la propagation d'un champ : rayonnement électromagnétique (ondes radioélectriques, rayons X, lumière, etc.), rayonnement élastique (son, ultrason, etc.), rayonnement gravitationnel (ondes gravitationnelles). Par exten […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/rayonnement-physique/#i_14600

RAYONNEMENT COSMIQUE - Rayons gamma cosmiques

  • Écrit par 
  • François LEBRUN, 
  • Robert MOCHKOVITCH, 
  • Jacques PAUL
  •  • 8 031 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Les techniques d'observation des rayons gamma cosmiques »  : […] La détection des rayons gamma cosmiques passe par leur interaction avec les atomes du milieu détecteur. Un photon gamma de très basse énergie (moins de 0,2 MeV) y est le plus souvent absorbé ( effet photoélectrique ), avec émission d'un électron emportant l'essentiel de son énergie. Un photon un peu plus énergétique (de 0,2 à 5 MeV) est plutôt dif […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/rayonnement-cosmique-rayons-gamma-cosmiques/#i_14600

SUPRACONDUCTIVITÉ

  • Écrit par 
  • Étienne GUYON, 
  • Jérôme LESUEUR, 
  • Pierre NÉDELLEC
  •  • 4 775 mots
  •  • 10 médias

Dans le chapitre « Modèle microscopique de B.C.S. »  : […] L'état d'ordre supraconducteur est analogue à celui d'un solide ou d'un composé ferromagnétique. La « rigidité » du supraconducteur devant des perturbations électriques ou magnétiques conduit à la conductivité infinie et à l'effet Meissner. L'interaction attractive entre les électrons d'une paire peut être décrite schématiquement. Un électron de c […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/supraconductivite/#i_14600

SURFACE PHÉNOMÈNES DE

  • Écrit par 
  • Jean-François JOANNY, 
  • Jean SUZANNE
  •  • 6 285 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Interaction avec les atomes »  : […] Lorsqu'un atome de gaz rare (ou une molécule neutre) s'approche de la surface d'un solide, il subit une attraction qui résulte des forces de dispersion, ou forces de Van der Waals. Pour un solide semi-infini comportant une surface plane, l'interaction atome-surface à la distance z de la surface s'écrit (pour une distance z supérieure au diamètre […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/phenomenes-de-surface/#i_14600

THERMONUCLÉAIRE ÉNERGIE

  • Écrit par 
  • Robert DAUTRAY, 
  • Pascal GARIN, 
  • Michel GRÉGOIRE, 
  • Guy LAVAL, 
  • Jean-Paul WATTEAU, 
  • Joseph WEISSE
  •  • 19 239 mots
  •  • 33 médias

Dans le chapitre « Interaction à très hauts flux »  : […] Au début des années 1990, l'interaction laser-plasma a été le théâtre d'une véritable révolution avec l'avènement des lasers ultra-intenses. À la fin des années 1980, une technique d'amplification d'impulsions électromagnétiques, initialement appliquée aux radars, a été transposée aux lasers et a permis de multiplier par mille la puissance crête d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/energie-thermonucleaire/#i_14600

TURBULENCE

  • Écrit par 
  • Fabien ANSELMET, 
  • Michel COANTIC, 
  • Gérard TAVERA
  •  • 24 115 mots
  •  • 43 médias

Dans le chapitre « La turbulence en interaction avec le rayonnement électromagnétique »  : […] Toute variation ou fluctuation de masse spécifique, température, ou concentration en gaz ou particules affecte les propriétés optiques d'un milieu fluide : le rayonnement et la turbulence entrent donc dans des interactions variées, parfois d'une grande importance (astro- et géophysique, combustion, optique...). Tout d'abord, la célérité v de propa […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/turbulence/#i_14600

UMKLAPP PROCESSUS

  • Écrit par 
  • Viorel SERGIESCO
  •  • 470 mots

Processus d'interaction, d'un type particulier, ayant lieu entre particules (électrons) ou quasi-particules (phonons, photons, magnons, etc.) à l'intérieur d'un réseau cristallin. Tandis que, dans un processus « normal » (ou « N »), la conservation de l'impulsion ou de la quasi-impulsion totale est toujours vérifiée, elle ne l'est dans un processus […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/processus-umklapp/#i_14600

UNIVERS

  • Écrit par 
  • Jean AUDOUZE, 
  • James LEQUEUX
  •  • 6 635 mots
  •  • 20 médias

Dans le chapitre « Domaine subnucléaire »  : […] Un nombre grandissant de particules élémentaires subnucléaires est découvert par les physiciens, qui parviennent à révéler la nature la plus intime de la matière observable. Cette matière est gouvernée par quatre interactions fondamentales (tabl. 1)  : l'interaction forte (nucléaire), l'interaction faible (qui se manifeste par exemple par la désin […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/univers/#i_14600

Voir aussi

Pour citer l’article

Marie-Antoinette TONNELAT, Alain KARASIEWICZ, « INTERACTIONS (physique) - Interaction gravitationnelle », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 février 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/interactions-physique-interaction-gravitationnelle/