INTERACTIONS FONDAMENTALES

Article principal

• INTERACTIONS (physique) - Vue d'ensemble

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 630 mots

  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...

Articles associés

• CHAMPS THÉORIE DES

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 3 928 mots
  • 1 média
  ...en 1933) et son collègue pakistanais Abdus Salam (1926-1996) réussirent à unifier en une seule théorie des processus aussi dissemblables que les interactions électromagnétiques et la désintégration nucléaire β. L'interaction électrofaible décrite par cette nouvelle théorie quantique des...

• CHROMODYNAMIQUE QUANTIQUE, en bref

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 101 mots
  • 1 média

  Construite sur le modèle de l'électrodynamique, la théorie de la chromodynamique quantique explique l'interaction nucléaire forte responsable de la cohésion des noyaux atomiques. Fondée sur un principe abstrait de symétrie, dite de jauge, elle repose sur l'existence d'une...

• CINQUIÈME FORCE HYPOTHÈSE DE LA

  • Écrit par Nicolas WITKOWSKI
  • 756 mots
  • 1 média

  Des quatre forces fondamentales de la nature, la plus anciennement connue est aussi la plus mystérieuse. Alors que les interactions électromagnétiques forte et faible s'intègrent relativement bien dans un schéma théorique commun dit de grande unification, la gravitation reste une des...

• CORDES THÉORIE DES

  • Écrit par Alexis DURAND
  • 1 280 mots

  Les premières décennies du xx ^e siècle furent marquées par les grandes avancées conceptuelles établissant les formalismes relativistes et quantiques, couronnées par l'établissement de l'électrodynamique quantique qui décrit de façon remarquablement précise les interactions entre...

• FORMULATION DE LA THÉORIE ÉLECTROFAIBLE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 147 mots

  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),...

• GLASHOW SHELDON LEE (1932- )

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 295 mots

  Né le 5 décembre 1932 à Manhattan, Sheldon Lee Glashow est le fils de juifs russes émigrés au début du xx ^e siècle. Après des études à New York (à la Bronx High School) puis à l'université Cornell, il soutint sa thèse en 1959 à Harvard. Après des séjours de durées diverses au...

• HAWKING STEPHEN WILLIAM (1942-2018)

  • Écrit par Universalis, Simon MITTON
  • 2 203 mots
  • 1 média
  Stephen Hawking a travaillé presque exclusivement sur une théorie de la totalité. Il existe en physique quatre interactions fondamentales : la gravitation – qui est décrite par la relativité générale –, la force électromagnétique et les forces nucléaires forte et faible. Les physiciens avaient...

• HIGGS BOSON DE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 2 338 mots
  • 2 médias
  La compréhension actuelle des forces fondamentales (si l'on excepte la gravitation qui échappe à cette description) repose sur trois piliers : la mécanique quantique qui associe onde et particule comme deux aspects d'un même objet physique, la théorie des champs qui explicite la propagation...

• HIGGS MÉCANISME DE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 331 mots
  • 2 médias

  En 1964, les physiciens belges Robert Brout et François Englert, d'une part, et leur collègue écossais Peter Higgs, d'autre part, introduisent le concept de symétrie de jauge spontanément brisée. Dans deux articles aux titres quasi identiques « Symétrie brisée et la masse des...

• INTERACTION (physique)

  • Écrit par Étienne KLEIN
  • 1 481 mots

  Dans la nature, les objets sont soumis à toutes sortes de forces qui s'exercent à distance. Ainsi, par exemple, deux masses s'attirent, deux charges électriques s'attirent ou se repoussent suivant leur signe. Les objets ont une action l'un sur l'autre : ils interagissent. La conception classique de...

• INTERACTIONS (physique) - Électromagnétisme

  • Écrit par Bernard DIU
  • 3 914 mots
  • 6 médias

  Notre vie quotidienne est certes assujettie à la pesanteur, dont tiennent obligatoirement compte tous nos gestes et nos réflexes, mais c'est l'électromagnétisme qui régit en réalité notre existence : tous les phénomènes qui nous entourent et nous construisent, depuis la lumière...

• INTERACTIONS (physique) - Interaction électrofaible

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 854 mots
  • 4 médias

  La première manifestation de l'interaction nucléaire faible qu'on a observée est la désintégration β^– de certains noyaux atomiques. Cette transmutation d'un élément vers un autre provient de la transformation d'un neutron en un proton avec émission d'un électron...

• INTERACTIONS (physique) - Interaction gravitationnelle

  • Écrit par Alain KARASIEWICZ, Marie-Antoinette TONNELAT
  • 1 732 mots
  • 2 médias

  La gravitation est responsable de phénomènes aussi différents que la pesanteur ressentie par tout un chacun, le mouvement des planètes ou l'expansion de l'Univers. Cette force de gravitation est extrêmement faible entre particules élémentaires, mais ses effets deviennent importants...

• INTERACTIONS (physique) - Interaction nucléaire forte

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 720 mots
  • 4 médias

  L' interaction nucléaire forte, longtemps inaccessible, est responsable de la cohésion des divers noyaux atomiques. Sa compréhension a nécessité l'usage d'accélérateurs de particules, seuls outils capables de sonder la matière jusqu'à l'échelle où elle joue un rôle dominant. Sa description...

• INTERACTIONS (physique) - Unification des forces

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 2 554 mots

  L'ambition des scientifiques a toujours été de ramener des phénomènes variés à des manifestations diverses d’un petit nombre de processus fondamentaux. En physique, cette démarche a été couronnée de spectaculaires succès : la reconnaissance du fait que quatre interactions fondamentales...

• JAUGE THÉORIES DE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 707 mots

  En physique, les théories de jauge sont des modèles mathématiques des interactions fondamentales, construits à partir du postulat que celles-ci respectent des lois de symétrie, c’est-à-dire que ces interactions sont invariantes sous certaines transformations abstraites qu’on appelle transformations...

• MASSE, physique

  • Écrit par Jean-Marc LÉVY-LEBLOND, Bernard PIRE
  • 3 531 mots
  En effet, dans la physique quantique des particules et des interactions fondamentales, la notion de masse présente plusieurs aspects des plus intéressants. Rappelons tout d'abord qu'une interaction entre deux particules est comprise, dans le formalisme de la théorie quantique des champs, comme...

• MUON ET MODÈLE STANDARD EN PHYSIQUE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 833 mots
  • 2 médias
  Le modèle standard des interactions fondamentales considère que le muon (μ) est un cousin de l’électron aux propriétés quasi identiques, mais avec une masse environ 200 fois plus élevée. Cette relative grande masse l’empêche d’être stable car il se désintègre en un électron (accompagné d’un neutrino...

• PARITÉ, physique

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 145 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...

• PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Bosons

  • Écrit par Claude COHEN-TANNOUDJI, Jacques DUPONT-ROC, Gilbert GRYNBERG, Bernard PIRE
  • 3 260 mots
  • 3 médias
  La quantification des champs associe aux interactions fondamentales l'échange de particules élémentaires. L'exemple le plus fameux est le photon, quantum du champ électromagnétique. De même, les interactions nucléaires fortes sont décrites par l'échange de gluons et les interactions...

• PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux

  • Écrit par Maurice JACOB, Bernard PIRE
  • 7 192 mots
  • 12 médias
  ... Ces champs ont une forme quantique qui associe la force due à la présence d'un champ à un échange de particules qui sont les quanta du champ. Le quantum du champ électromagnétique est le photon ; donc les interactions électromagnétiques sont associées à l'échange de photons. De même, ...

• PHYSIQUE - Les fondements et les méthodes

  • Écrit par Roland OMNÈS
  • 9 425 mots
  • 8 médias
  Actuellement, il y a quatre types connus d'interactions fondamentales ou, si l'on préfère, quatre contributions essentielles à l'énergie ou à l'hamiltonien d'interaction pour des systèmes quelconques de particules. Ce sont, respectivement, les interactions gravitationnelles, électromagnétiques, fortes...

• PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2013

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 319 mots
  • 2 médias

  Le prix Nobel de physique récompense en 2013 le physicien théoricien belge François Englert (né le 6 novembre 1932 à Etterbeek [Bruxelles]) et son collègue britannique Peter Ware Higgs (né le 29 mai 1929 à Wallsend [Newcastle]), qui ont proposé en 1964 un mécanisme non conventionnel pour expliquer...

• RELATIVITÉ - Relativité générale

  • Écrit par Thibault DAMOUR, Stanley DESER
  • 10 516 mots
  • 3 médias
  ...champs fermioniques de nature essentiellement quantique, sans analogues classiques. À la place fut entrepris un programme d'unification « dynamique » des interactions non gravitationnelles qui conduisit à la théorie électrofaible, à la chromodynamique quantique (théorie des interactions fortes), ainsi...

• SALAM ABDUS (1926-1996)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 583 mots
  • 1 média

  Né à Jhang (actuellement Jhang Maghiana, au Pakistan) le 29 janvier 1926, dans une famille « pieuse et instruite », Abdus Salam est mort, le 21 novembre 1996 à Londres, de la maladie de Parkinson. Lycéen exceptionnellement doué à Lahore, il avait bénéficié d'une bourse pour poursuivre des études...

• SYMÉTRIE CP VIOLATION DE LA

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 350 mots

  L' observation d'un mode de désintégration particulier d'un méson K neutre montre en 1964 qu'une symétrie liant matière et antimatière n'est pas respectée par la nature. Les années 1950 et 1960 étaient riches en découvertes de nouvelles particules élémentaires...

• SYMÉTRIES, physique

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 5 283 mots
  Les symétries spontanément brisées sont l'élément essentiel des tentatives théoriques d'unification des forces. La description actuelle des interactions électrofaibles est la réalisation partielle de cet ambitieux programme, dont rien ne permet de juger actuellement s'il est réaliste. À la...

• UNIVERS

  • Écrit par Jean AUDOUZE, James LEQUEUX
  • 5 853 mots
  • 19 médias
  ...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 désintégration...

• WEINBERG STEVEN (1933-2021)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 217 mots
  • 1 média

  Né le 3 mai 1933 à New York, dans une famille d’immigrants juifs – son père était sténographe judiciaire –, Steven Weinberg, se révèle un élève brillant. Il fait ses études au lycée scientifique du Bronx, un établissement public très compétitif fondé en 1938 dans le quartier du même nom, à New...

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