Sonder la matière : des ions lourds à l'infrarouge, de la matière nucléaire aux matériaux composites. Fournir de l'énergie à un système (l'exciter), par le biais d'une sonde, d'une particule, d'un rayonnement, va pouvoir engendrer des modifications de ses propriétés, voire de sa structure.
Les protons et les neutrons sont faits de particules élémentaires appelées les quarks. Les particules élémentaires sont les plus petits constituants de la matière. Nous en connaissons trois types : les quarks, les leptons et les particules de force.
Les particules élémentaire de la matière (bosons, fermions) acquièrent une masse par interaction avec le champ de Higgs, mais pourquoi chaque particule acquiert-elle une masse différente, voire n'acquiert-elle pas de masse du tout comme dans le cas du photon?
Encore plus petit, puisque le nom atome vient du grec qui signifie indivisible, le plus petit grain de matière en somme. L'atome représente un point limite de l'infiniment petit.
Les protons et les neutrons sont eux-mêmes formés de quarks. Dans l'état actuel de la science, les quarks ne sont pas formés d'autres composantes, de sorte que ce sont les choses les plus petites que nous connaissions.
En 1808, John Dalton reprend l'idée d'atomes afin d'expliquer les lois chimiques. Dans sa théorie atomique, il fait l'hypothèse que les particules d'un corps simple sont semblables entre elles, mais différentes lorsque l'on passe d'un corps à un autre.
Mais alors, pourquoi l'électron ne tombe-t-il pas sur le noyau? Parce que l'électron est en mouvement: la force centrifuge qui en résulte compense exactement la force d'attraction électrique. Au delà de cette orbite, l'électron n'est plus lié à l'atome: il est libre.
La matière est composée d'atomes, eux-mêmes composés d'électrons tournants autour d'un noyau. Toute matière est formée de briques élémentaires, ces briques étant des atomes purs ou des molécules aux formes très différentes : sphérique, allongée ou encore biscornue.
Découvrez en animation-vidéo comment la matière est apparue il y a environ 13,7 milliards d'années. Des premiers noyaux d'hydrogène, encore appelés protons, aux noyaux plus lourds tels que le fer, différentes phases de l'histoire de l'Univers sont à l'origine de la création des éléments naturels présents sur Terre.
Pour ce qui est de la matière visible, elle est composée de 90 % d'hydrogène, de 9 % d'hélium, d'un fifrelin (0,1 %) d'oxygène ou encore d'un soupçon (0,06 %) de carbone. Notre Soleil, une étoile encore jeune, compte 93 % d'hydrogène, 6 % d'hélium, 0,06 % d'oxygène et 0,04 % de carbone, entre autres.
Pendant longtemps, les scientifiques ont pensé que l'atome était la plus petite particule qui existait dans l'Univers. On sait maintenant qu'il y a des particules encore plus petites et indivisibles (comme le neutrino) : les particules élémentaires.
Isaac Newton fonde la notion de masse en dynamique.
Boson de Higgs, le chaînon manquant de la physique.
On peut distinguer dans l'univers deux types de substance : la matière, qui possède une masse, et la lumière, de masse nulle. La lumière peut se propager dans le vide, toujours à la même vitesse.
Elle se trouve à environ 1 milliard d'années-lumière de notre Terre, dans la constellation du Serpent. Son diamètre atteint les 6 millions d'années-lumière. Et si l'on ose aller un peu plus loin, on peut attribuer au Grand Mur d'Hercule-Couronne boréale, le titre de plus grand objet de notre Univers.
Le Big Bang, infiniment dense et chaud, a enclenché un processus de nucléosynthèse primordiale lors de l'expansion de l'univers, permettant la naissance des atomes les plus légers ( hydrogène, hélium, et en infime quantité lithium et béryllium ).
La matière est partout présente autour de nous. Elle est constituée d'atomes, eux-mêmes construits à partir de « briques plus petites », appelées particules élémentaires. L'origine de la matière présente sur Terre et dans l'Univers est expliquée aujourd'hui par le modèle du Big Bang.
La matière se présente principalement dans trois états physiques : solide, liquide ou gaz. Les caractéristiques de ces trois états sont décrits à l'échelle humaine, c'est-à-dire tels qu'on peut les observer à l'aide de nos sens, et à l'échelle des molécules (en respectant le modèle moléculaire).
La Physique Quantique, science de l'infiniment petit, a zoomé dans la matière jusqu'à la plus petite échelle possible avec les moyens disponibles aujourd'hui… pour ne trouver que du vide. "La matière n'existe pas. C'est la grande découverte qu'on a fait en 1924.
La contradiction fondamentale pour celle matière-énergie est celle du vide quantique lui-même, notamment entre virtuel et virtuel de virtuel, et elle lui a permis de fonder les autres dynamiques physiques, c'est-à-dire à la fois les contradictions dialectiques vide-matière, vide-lumière et matière-lumière.
2) S'il s'agit de la vitesse des électrons dans un accélérateur de particules, l'ordre de grandeur est alors tout autre. Mais dans ce cas, les électrons se déplacent dans un vide très poussé et leur célérité est voisine de celle de la lumière, environ 300 000 kilomètres par seconde.
Les électrons se déplacent autour du noyau. Entre le noyau et les électrons, il y a du vide, beaucoup de vide ! C'est pour cela qu'on dit que la matière est lacunaire. Ce modèle d'atome date de 1932 avec la découverte du neutron qui s'est ajouté aux connaissances apportées en 1911 par Ernest Rutherford.
L'électron dans l'atome
Un atome étant toujours électriquement neutre, la charge négative des électrons compense la charge électrique positive portée par les protons du noyau. Par conséquent le nombre d'électrons d'un atome correspond aussi au nombre de protons, indiqué par le numéro atomique Z de l'atome.