MATIÈRE (physique)Plasmas

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États de la matière

États de la matière
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Irving Langmuir et E. D. MacArthur

Irving Langmuir et E. D. MacArthur
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Sinclair Lewis, Frank Kellogg, Albert Einstein et Irving Langmuir

Sinclair Lewis, Frank Kellogg, Albert Einstein et Irving Langmuir
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Aurore boréale

Aurore boréale
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Plasmas de l'environnement terrestre

L'ionosphère est la partie ionisée de la haute atmosphère. Elle s'étend approximativement de 60 kilomètres (en dessous, l'ionisation est négligeable) à 1 000 kilomètres, où commence la magnétosphère. L'ionisation y est due principalement au rayonnement ultraviolet solaire, mais aussi à des particules de haute énergie d'origine galactique, solaire, ou magnétosphérique. Les réactions chimiques très nombreuses dans l'ionosphère (recombinaison, attachement, échange de charge) modifient considérablement la composition ionique par rapport à celle qui est issue de la production primaire. L'ionosphère présente une grande variabilité spatiale et temporelle, due à l'alternance jour-nuit, au cycle des saisons et aux variations d'activité du Soleil. Elle joue un rôle important dans les communications radio, par ses propriétés de réflexion ou de guidage.

Aurore boréale

Aurore boréale

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Les aurores boréales sont observables lors d'orages magnétosphériques, c'est-à-dire quand les émissions de particules provenant du Soleil ionisent les hautes couches de l'atmosphère, les transformant à l'état de plasma, comme ici en Islande (au-dessus du lac Jökulsárlón). 

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Au-delà de 1 000 kilomètres et jusqu'à environ dix rayons terrestres du côté jour et plus de mille du côté nuit, s'étend la magnétosphère, constituée d'un plasma ténu solidaire du champ magnétique terrestre et formant une cavité allongée dans l'écoulement du vent solaire, ainsi condamné à la contourner. La frontière entre le vent solaire et la magnétosphère est déterminée par l'équilibre entre la pression cinétique du vent solaire et la pression magnétique liée à l'intensité du champ magnétique terrestre. La population de la magnétosphère terrestre a une double origine : incursion d'une faible fraction des particules du vent solaire dans les régions polaires et échange de particules avec l'ionosphère. Dans la magnétosphère, un rôle particulier est joué par les ceintures de Van Allen, situées à quelques rayons terrestres et constituées de particules chargées énergétiques accomplissant des mouvements périodiques complexes dans le champ magnétique terrestre.

Les autres planètes du système solaire possèdent également des structures du type ionosphère et magnétosphère, mais leurs caractéristiques varient considérablement d'une planète à l'autre.


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Écrit par :

  • : docteur d'État, directeur de recherche au C.N.R.S.

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Physico-chimiste franco-norvégien, Thomas Ebbesen est connu pour ses travaux interdisciplinaires en nanoscience s, traitant de divers domaines allant des sciences des matériaux carbonés à l’optique en passant par la chimie moléculaire. Ses découvertes pionnières et fondamentales pour la compréhension des interactions lumière-matière lui ont permis de recevoir, en 2019, la médaille d’or du CNRS. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/thomas-ebbesen/#i_12538

FLUIDE, physique

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Les trois états physiques de la matière tels qu'on les enseigne à l'école primaire sont le solide, le liquide et le gaz. L'état fluide rassemble les deux derniers termes, en soulignant leur parenté. Encore faut-il savoir que l'on parle du nom plutôt que de l'adjectif : une huile très visqueuse est un fluide bien peu fluide ! De fait, c'est la capacité à s'écouler, qui ne veut pas dire absence de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/fluide-physique/#i_12538

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  • Écrit par 
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GÉOCENTRISME

  • Écrit par 
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  • Lydia ROOS
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Dans le chapitre « Naissance et objectifs du LHC »  : […] Le projet de l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire – le Cern – de construire un collisionneur de hadrons est évoqué dès les années 1980. Le principal objectif est de découvrir et étudier le boson de Higgs, particule prédite par le modèle standard, cadre théorique de la physique des particules. En outre, le LHC doit permettre d’explorer les extensions théoriques de ce modèle, telle […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/large-hadron-collider/#i_12538

MASSE, physique

  • Écrit par 
  • Jean-Marc LÉVY-LEBLOND, 
  • Bernard PIRE
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Dans le chapitre « Masse et pesanteur »  : […] Au départ, la notion de masse vise à caractériser la « quantité de matière » contenue dans un objet physique. Cette grandeur se révèle d'abord à nos sens par l'intermédiaire du poids de l'objet : la force de pesanteur qu'exerce la Terre est de toute évidence d'autant plus grande que l'objet contient plus de matière. La pratique courante tend ainsi à assimiler masse et poids, à mesurer la première […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/masse-physique/#i_12538

MATÉRIALISATION, physique

  • Écrit par 
  • Georges KAYAS
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On appelle matérialisation toute transformation d'énergie en matière ; le seul processus connu de matérialisation est celui du photon d'énergie h ν qui se convertit, au voisinage d'un noyau, en une paire électron-positron. Le phénomène ne peut avoir lieu dans le vide, où serait impossible la conservation du quadrivecteur énergie-impulsion du photon initial ; de plus, il est nécessaire que l'énergi […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/materialisation-physique/#i_12538

MATIÈRE

  • Écrit par 
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  • Hélène VÉRIN
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Dans le chapitre « Formes et forces ; la géométrie de l'invisible »  : […] Parmi les thèses qui s'inscrivent dans le sillage newtonien, deux méritent d'être citées ici, qui sont quasi contemporaines et radicalisent, toutes deux, l'usage du calcul dans des vues de représentation théorique de l'imperceptible. La première, celle du père Rudjer Boscovich, un jésuite croate, est exprimée dans sa Theoria philosophiae naturalis de 1763. Il suppose la matière universellement c […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere/#i_12538

MATIÈRE ET MATÉRIAUX. DE QUOI EST FAIT LE MONDE ? (dir. É. Guyon)

  • Écrit par 
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À partir du moment où la matière est destinée à une utilisation précise, on parle de matériaux. Mais comment raconter cette matière qui sous des aspects si divers accompagne le quotidien de chacun d'entre nous, pour s'alimenter, se loger ou s'habiller, mais aussi aller à la rencontre des autres hommes ou exprimer sa sensibilité artistique ? Dans une entreprise ambitieuse, une équipe de chercheurs […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-et-materiaux-de-quoi-est-fait-le-monde-dir-e-guyon/#i_12538

MÉSOMORPHE ÉTAT

  • Écrit par 
  • Jacques SIMON
  •  • 3 041 mots
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L'état mésomorphe présente une organisation intermédiaire entre celle d'un solide monocristallin et celle d'un liquide. Les phases solides ont une périodicité tridimensionnelle stricte alors que, dans les liquides usuels, ni la direction des molécules ni la position de leur centre de gravité ne s'ordonnent. L'état mésomorphe est obtenu à partir du réseau tridimensionnel par l'introduction graduel […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/etat-mesomorphe/#i_12538

MOLÉCULE

  • Écrit par 
  • André JULG
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On dit souvent qu'une molécule est la plus petite entité d'une substance pouvant exister à l'état libre. En fait, la notion de molécule est bien plus complexe. Une observation toute banale peut être le point de départ de recherches fructueuses. Il suffit par exemple de regarder un morceau de sucre se dissoudre dans une tasse de thé. On voit de fines traînées se développer à partir du morceau de su […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/molecule/#i_12538

NANOPARTICULES

  • Écrit par 
  • Pierre-Gilles DE GENNES, 
  • Madeleine VEYSSIÉ
  •  • 1 980 mots
  •  • 4 médias

Les nanoparticules sont de minuscules grains de matière, dont la composition chimique et les caractéristiques physiques balaient tout l'éventail des matériaux solides. Du fait de leur taille très réduite et de l'importance des effets de surface qui en résultent, ces systèmes présentent des propriétés spécifiques ; ils suscitent de nombreuses études sur le plan fondamental et offrent de larges per […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nanoparticules/#i_12538

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux

  • Écrit par 
  • Maurice JACOB, 
  • Bernard PIRE
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Les physiciens poursuivent l'étude de la structure de la matière dans le but de trouver plus d'unité et de simplicité dans un monde qui nous frappe par sa diversité et son apparente complexité. N'est-il pas remarquable de pouvoir ramener la variété quasi infinie des objets qui nous entourent aux multiples constructions de quelques constituants fondamentaux ? Trouver ces constituants, et comprendr […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-caracteres-generaux/#i_12538

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions

  • Écrit par 
  • Jean-Eudes AUGUSTIN, 
  • Michel PATY, 
  • Bernard PIRE
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Dans le chapitre «  Quarks »  : […] Imaginés en 1963 pour expliquer la multiplicité croissante des particules élémentaires et la régularité apparente du nouveau tableau des éléments découverts grâce aux expériences utilisant les grands accélérateurs de particules, les quarks sont maintenant considérés comme les constituants ultimes de la matière. Avec les leptons (par exemple, l'électron ou les neutrinos) et les bosons de jauge (ou […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-fermions/#i_12538

PLASMA DE QUARKS ET DE GLUONS

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 1 780 mots

Prédit par la théorie des interactions nucléaires fortes, le plasma de quarks et gluons – nouvelle phase de la matière, dans laquelle quarks et gluons ne sont pas regroupés en protons, neutrons et autres hadrons – aurait prévalu lorsque l'Univers était extraordinairement dense et chaud, moins d'une microseconde après l'explosion originelle selon la théorie du big bang. À partir d'expériences débu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/plasma-de-quarks-et-de-gluons/#i_12538

PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2019

  • Écrit par 
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Dans le chapitre « L’Univers sculpté par les galaxies »  : […] La moitié du prix Nobel de physique 2019 vient récompenser la carrière de James Peebles , cosmologiste canado-américain qui est l’architecte de la représentation que nous nous faisons désormais de l’Univers. Né le 25 avril 1935 à Saint-Boniface (Manitoba) au Canada, Phillip James Edwin Peebles fait ses études dans son pays d’origine jusqu’à la préparation de son doctorat qu’il effectue à l’univers […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/prix-nobel-de-physique-2019/#i_12538

PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2016

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 1 084 mots
  •  • 3 médias

Le prix Nobel de physique 2016 distingue les travaux de trois théoriciens , pour la description de nouveaux états quantiques de la matière et des transitions de phase qui mènent à ces états. Les trois physiciens, David J. Thouless (né à Bearsden, en Écosse, en 1934 et mort à Cambridge, en Angleterre, en 2019) , John Michael Kosterlitz (né à Aberdeen, en Écosse, en 1942) et F. Duncan M. Haldane (n […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/prix-nobel-de-physique-2016/#i_12538

STRUCTURE DISSIPATIVE

  • Écrit par 
  • Isabelle STENGERS
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Le terme « structure dissipative » a été créé, en 1969, par Ilya Prigogine pour souligner la signification des résultats auxquels lui-même et ses collaborateurs de l'école de Bruxelles venaient de parvenir : loin de l'équilibre thermodynamique, c'est-à-dire dans des systèmes traversés par des flux de matière et d'énergie, peuvent se produire des processus de structuration et d'organisation spontan […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/structure-dissipative/#i_12538

SYMÉTRIES, physique

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
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TABLEAU PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS

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Dans le chapitre « L’intuition de Mendeleïev et les améliorations ultérieures »  : […] À la différence de ses prédécesseurs, Mendeleïev formule explicitement en quoi son tableau constitue un outil d’analyse théorique des propriétés de la matière : « Les éléments chimiques, lorsqu’ils sont ordonnés par masse atomique croissante, montrent une périodicité de leurs propriétés chimiques. » Il est ainsi possible de prédire certaines propriétés des éléments à partir de leur masse atomique […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/tableau-periodique-des-elements/#i_12538

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  • Écrit par 
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Voir aussi

Pour citer l’article

Patrick MORA, « MATIÈRE (physique) - Plasmas », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 23 novembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-plasmas/