NUCLÉAIRE (PHYSIQUE)Les principes physiques

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Physique hadronique

L'étude des noyaux les plus simples – et parmi eux le proton – se confond de fait avec l'étude des systèmes de quarks et de gluons confinés par l'interaction forte. Ces systèmes liés sont appelés hadrons et se partagent entre mésons (de spin multiple pair de h/4π) et baryons (de spin multiple impair de h/4π), d'où le nom de physique hadronique pour ce domaine extrêmement actif de la recherche. L'outil privilégié d'investigation expérimentale est ici la sonde électromagnétique, c'est-à-dire la diffusion d'électrons ou de muons sur les noyaux légers. De telles réactions avaient révélé dès 1968 la nature composite des protons. Les programmes actuels affinent cette description et tentent d'élucider les mécanismes du « confinement de la couleur » proposé par la chromodynamique quantique, théorie des interactions fortes qui attache aux quarks et aux gluons une charge dite de couleur. Ces expériences privilégient les réactions où de grands transferts d'énergie donnent accès à la structure à courte distance des hadrons. Si les données recueillies jusqu'ici permettent d'avoir une description assez précise de la façon dont l'énergie d'un proton se construit à partir de celle de ses constituants, on est encore incapable de déterminer la fonction d'onde des quarks et des gluons dans un hadron. Les physiciens proposent que des programmes expérimentaux ambitieux de faisceaux d'électrons intenses, continus et d'énergie suffisante (quelques dizaines de milliards d'électronvolts), complètent les résultats acquis.

Applications

En se limitant au domaine civil, la physique nucléaire a donné lieu à des applications extrêmement variées.

Applications énergétiques

Les applications énergétiques de la physique nucléaire sont bien connues et une part importante de l'électricité est maintenant produite à partir des réactions de fission des noyaux lourds (principalement l'uranium). Les travaux actuels dans [...]


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James Chadwick

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Niels Bohr et Ivan P. Pavlov

Niels Bohr et Ivan P. Pavlov
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  • : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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Pour citer l’article

Bernard PIRE, « NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Les principes physiques », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 21 octobre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/nucleaire-physique-les-principes-physiques/