Niveau intermédiaire
La lumière du Soleil constitue la source d’énergie principale de la Terre et le moteur fondamental de la plupart des phénomènes physiques, chimiques et biologiques qui s’y déroulent. Depuis les premières observations scientifiques, elle a également servi de référence pour l’étude des propriétés de la lumière, qu’il s’agisse de sa propagation, de sa diffusion ou … Lire la suite
La notion de masse fait partie de ces concepts que l’on croit bien connaître. Elle semble intuitive, presque évidente : elle mesure ce que contient un objet, elle détermine son poids, elle traduit sa résistance au mouvement. De même, l’énergie est une grandeur familière, associée au mouvement, à la chaleur ou à la capacité d’un … Lire la suite
La physique moderne repose sur une idée devenue centrale au cours du 20ème siècle : les lois fondamentales de la nature semblent profondément gouvernées par des principes de symétrie. En théorie quantique des champs, les interactions fondamentales ne sont plus décrites comme de simples forces agissant à distance, mais comme les conséquences directes d’invariances mathématiques … Lire la suite
La matière noire et l’énergie sombre La matière noire et l’énergie sombre sont deux composantes fondamentales mais mystérieuses qui dominent la composition de l’Univers. Ensemble, elles représentent environ 95 % de la densité énergétique totale, bien que leur nature exacte échappe encore à la compréhension scientifique. Ces deux énigmes sont au cœur des questions majeures … Lire la suite
Les interrogations sur les paramètres du modèle Le Modèle Standard de la physique des particules constitue aujourd’hui l’une des théories les plus précises jamais construites en science. Il décrit avec une remarquable efficacité les particules élémentaires, les interactions fondamentales et une immense variété de phénomènes expérimentaux. Pourtant, derrière cette puissance prédictive se cache une limite … Lire la suite
Depuis plus d’un siècle, la physique fondamentale poursuit une ambition remarquable : identifier les constituants élémentaires de la matière et comprendre les lois universelles qui gouvernent leurs interactions. Cette quête a conduit à l’élaboration du Modèle standard de la physique des particules, théorie extraordinairement précise décrivant les particules élémentaires et trois des quatre interactions fondamentales … Lire la suite
Pendant une grande partie du 20ème siècle, la physique des particules et l’astrophysique ont évolué comme deux disciplines largement distinctes. La première cherchait à comprendre la structure élémentaire de la matière en étudiant les particules produites dans les accélérateurs et les détecteurs de laboratoire. La seconde observait les étoiles, les galaxies et l’évolution du cosmos … Lire la suite
Parmi toutes les particules connues, le neutrino occupe une place singulière. Invisible, électriquement neutre, presque dépourvu de masse et extraordinairement peu interactif, il traverse la matière comme si elle n’existait pas. À chaque seconde, des dizaines de milliards de neutrinos produits par le Soleil traversent chaque centimètre carré de notre corps sans laisser la moindre … Lire la suite
L’histoire des accélérateurs de particules est indissociable d’une succession de révolutions technologiques. Si les principes physiques fondamentaux (accélération par champ électrique, déviation par champ magnétique et focalisation des faisceaux) étaient déjà posés au début du 20ème siècle, leur mise en œuvre à des énergies extrêmes n’a été rendue possible que grâce à des avancées techniques … Lire la suite
Les premières expérimentations pour comprendre la composition de la matière ont reposé principalement sur l’étude de la radioactivité et l’observation des rayons cosmiques. Dans ces deux contextes, les physiciens ne pouvaient qu’analyser les caractéristiques des particules produites naturellement, sans pouvoir contrôler ni reproduire leur apparition. Si ces sources ont été déterminantes pour les premiers pas … Lire la suite
Un corps noir est un système idéal capable d’absorber intégralement tout le rayonnement électromagnétique qu’il reçoit, quelle que soit la longueur d’onde considérée. Lorsqu’il est porté à une température donnée, il réémet un rayonnement dont le spectre ne dépend que de cette température. L’étude expérimentale de ce spectre a joué un rôle fondamental dans la … Lire la suite
À la veille du 20ème siècle, la question de la constitution de la matière reste paradoxalement non tranchée. L’idée que toute substance soit faite d’unités élémentaires, les atomes, n’est encore qu’une hypothèse parmi d’autres, et loin de faire l’unanimité dans la communauté scientifique. Pour que cette notion d’atome, formulée plus de deux millénaires plus tôt … Lire la suite