gestation

Les photons qui ont allumé les feux de l'aube ont parcouru cent cinquante millions de kilomètres depuis la surface du soleil. Mais la lumière peut elle aussi être ralentie et filtrée. Ce ralentissement est particulièrement spectaculaire dans les entrailles du soleil, où les photons naissent de l'union ardente d'atomes sous pression. Le coeur du soleil est si dense qu'il faut dix millions d'années à un photon pour se frayer un chemin jusqu'à la surface. En cours de route, il est continuellement arrêté par des protons, qui absorbent son énergie, le retiennent un moment, puis libèrent l'énergie sous la forme d'un autre photon, Lorsque le photon s'échappe enfin, après avoir été englué si longtemps dans la mélasse solaire, il file comme une flèche jusqu'à la terre en huit minutes.

Auteur: Haskell David George

Info: Un an dans la vie d'une forêt

[ particule élémentaire ] [ boson ]

énigme

Qu'un électron ait ici la même masse qu'un [autre] électron... est aussi une trivialité ou un miracle. C'est une trivialité en électrodynamique quantique car elle est supposée plutôt que dérivée. Cependant, c'est un miracle si l'on considère l'univers comme étant de temps en temps "retransformé". Comment des électrons à différents moments et endroits du cycle actuel de l'univers peuvent-ils avoir la même masse si le spectre des masses de particules diffère entre un cycle de l'univers et un autre ?.... Les particules d'un même modèle sont-elles identiques dans n'importe quel cycle de l'univers parce qu'elles donnent des vues identiques du même univers ? Aucune explication acceptable de l'identité miraculeuse de particules du même type n'a jamais été avancée. Cette identité doit être considérée, non pas comme une banalité, mais comme un mystère central de la physique.

Auteur: Thorne Kip S.

Info: Gravitation. Part X, Chapter 44 (p. 1215) W.H. Freeman & Company. San Francisco, California, USA. 1973. Avec John Archibald Wheeler

[ particule élémentaire ]

éléments chimiques

Mais dans le ciel, nous découvrons par leur lumière, et par leur lumière seule, des étoiles si éloignées les unes des autres qu'aucune chose matérielle n'a jamais pu passer de l'une à l'autre ; et cependant cette lumière, qui est pour nous la seule preuve de l'existence de ces mondes lointains, nous dit aussi que chacun d'eux est constitué d'atomes de même nature que ceux que nous trouvons sur la terre. Un atome d'hydrogène, par exemple, qu'il soit sur Sirius ou sur Arcturus, produit ses vibrations exactement à la même vitesse. Chaque atome, dans tout l'univers, porte donc l'empreinte d'un système métrique aussi distinctement que le mètre des Archives de Paris, ou la double coudée royale du temple de Karnac... la quantification exacte de chacune de ces particules par rapport à toutes les autres de même nature lui confère, comme l'a bien dit Sir John Herschel, le caractère essentiel d'un article manufacturé, voire industriel, et exclut l'idée de sa nature  externe et autonome.

Auteur: Maxwell James Clerk

Info: Molécules", 1873. In W. D. Niven (éd.), The Scientific Papers of James Clerk Maxwell (1890), Vol. 2, 375-6

[ briques élémentaires ] [ système périodique ] [ immuables ]

mathématiques matricielles

En physique classique, la résolution d'une équation d'onde pour, disons, une onde sonore peut vous donner la pression de l'onde sonore à un certain point dans l'espace et le temps. En résolvant l'équation d'onde de Schrödinger, vous obtenez ce que l'on appelle une fonction d'onde. Cette fonction d'onde, désignée par la lettre grecque ψ (psi), est quelque chose d'assez étrange. Elle représente l'état quantique de la particule, mais l'état quantique n'est pas un nombre ou une quantité unique qui révèle, par exemple, que l'électron se trouve à cette position à ce moment et à cette position à un autre moment. Au contraire, ψ est lui-même une vague ondulante qui a, à tel ou tel moment donné, des valeurs différentes dans différentes positions. Plus étrange encore, ces valeurs ne sont pas des nombres réels ; il peut par exemple s'agir  de nombres complexes avec des parties imaginaires. Ainsi, la fonction d'onde à un moment donné n'est pas localisée dans une région de l'espace ; elle est plutôt étalée, elle est partout et a des composantes imaginaires. L'équation de Schrödinger permet donc de calculer comment l'état du système quantique, ψ, change avec le temps.  

Auteur: Ananthaswamy Anil

Info: Through Two Doors at Once: The Elegant Experiment That Captures the Enigma of Our Quantum Reality

[ particules élémentaires ] [ conflits d'ambivalences ]

unification

Deux éléments rendent la physique quantique extrêmement difficile à comprendre. La première, c’est que les particules sont aussi des ondes. La deuxième a trait à la question : quelle différence y a-t-il entre le microscopique et le macroscopique ? Pour le premier problème, il faut imaginer une balle de tennis, de la matière agglomérée en mouvement. Si on la lance contre un mur où il y a deux fenêtres, elle passe soit à gauche, soit à droite. Mais une onde, elle, peut se propager dans plusieurs endroits simultanément. Serge Haroche a mis en évidence cette dualité : une chose peut être à la fois une particule et une onde. Quant au deuxième problème, il faut considérer qu’un chat et un atome sont tous deux dans un même état quantique, ce que Schrödinger a formulé de façon provocante avec son récit du chat à la fois mort et vivant. L’équipe de Serge Haroche a fait encore plus fort. Ils ont montré que cette possibilité d’avoir deux états simultanément dépend du nombre de particules qui sont en jeu, et que plus le système est gros, plus le temps durant lequel cet état est vrai diminue. On ne peut donc pas observer cela pour un chat qui regroupe des milliards de particules.

Auteur: Internet

Info: France culture, 12.11.2012 , après le Nobel de Haroche

[ univers ] [ particules élémentaires ]

évanescence

Aucun moyen expérimental, commence par remarquer Schrödinger, ne nous donne accès à tous les points d'une trajectoire continue. Pour pouvoir parler malgré cela de la trajectoire parcourue par un certain corpuscule, il faut effectuer une interpolation unissant par des segments de courbes les positions et les temps effectivement mesurés. Mais cette méthode d'interpolation s'appuie sur l'hypothèse, que rien n'empêche en principe d'admettre, que des mesures intermédiaires nombreuses et précises auraient pu être effectuées sans remettre en cause la validité des résultats effectivement obtenus. Or, ainsi que l'expriment les relations de Heisenberg, cette hypothèse reste parfaitement injustifiée dans la situation quantique. Il est alors clair que "nous ne devons pas admettre la possibilité d'une observation continue", et que le concept de trajectoire doit corrélativement être abandonné.

On peut bien sûr se demander quelle est la pertinence de ce type d'argument dans la critique d'ensemble que Schrödinger met en oeuvre à l'égard du concept d' "objet réel". Il semble qu'ici, le résultat obtenu soit très partiel, puisqu'il consiste seulement à dénier tout sens à celles des observations virtuelles qui sont supposées sous-tendre le concept de trajectoire d'un "objet réel" de nature corpusculaire. Cet "objet réel" lui-même ne pourrait-il pas persister en dépit de la mise en cause de sa trajectoire ? Schrödinger ne le pense pas, et c'est probablement là l'une des options les plus cruciales de son interprétation de la mécanique quantique.

Auteur: Bitbol Michel

Info: "Esquisses, forme et totalité (Schrödinger et le concept d'objet)", in "Erwin Schrödinger, philosophy and the birth of quantum mechanics", éd. Frontières, p.67

[ physique fondamentale ] [ incertitude ] [ particules élémentaires ] [ nano-monde - macro-univers ]

sciences physiques

Le CERN relance la recherche des " particules fantômes " de l'Univers

Les scientifiques européens du CERN vont lancer la construction d'un nouvel accélérateur de particules, dans l'espoir d'identifier enfin les "particules cachées" de l'Univers.

Les scientifiques du plus grand accélérateur de particules du monde vont disposer d'un nouvel outil qui, selon les chercheurs, pourrait les aider à découvrir la face cachée de l'Univers.

L'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) va entamer la construction d'un nouveau supercollisionneur, le "Futur collisionneur circulaire", qui sera 1 000 fois plus sensible aux particules dites "cachées", ou "fantômes", que l'équipement actuel utilisé par l'organisation.

Les accélérateurs de particules permettent aux scientifiques de recréer les conditions du Big Bang, la théorie physique qui décrit l'apparition de l'Univers.

Dans ce nouvel appareil, les particules seront projetées contre une surface solide, et non plus les unes contre les autres comme dans les accélérateurs actuels. 

Le collisionneur fait partie du projet SHiP (Search for Hidden Particles) du CERN, un projet en gestation depuis dix ans qui permettra d'étudier certaines des particules les plus discrètes de l'espace.

Richard Jacobsson, physicien principal au CERN, affirme que ce projet pourrait constituer une "avancée considérable" qui redéfinirait la compréhension de la création de l'Univers.

" SHiP est l'une de ces expériences qui pourraient changer le paradigme scientifique et nous faire entrer dans un tout nouveau domaine de connaissances, non seulement sur notre Univers, mais aussi sur notre position dans celui-ci", avance Richard Jacobsson lors d'une interview.

"La plupart des hypothèses que nous avons formulées jusqu'à présent pourraient être réévaluées".

Selon le physicien, les scientifiques n'ont jamais réussi à détecter ce type de particules, car ils ne disposaient pas de la technologie adéquate.

Que sont les particules fantômes ?

D'après Richard Jacobsson, tout ce que nous pouvons voir à l'œil nu depuis l'espace, y compris les étoiles et les planètes, représente environ 5 % de la matière réelle de l'Univers.

Les 95 % restants se répartissent, selon les connaissances actuelles, entre environ 26 % de matière noire et 69 % d'énergie noire, selon le physicien.

Les scientifiques utilisent actuellement le "modèle standard", qui comprend 17 particules différentes, pour expliquer la composition de l'Univers.

En 2012, les scientifiques du CERN ont découvert une nouvelle particule du modèle standard, le boson de Higgs, grâce au Grand collisionneur de hadrons, une découverte qui leur a valu le prix Nobel de physique un an plus tard.

Depuis, les tentatives d'utiliser ce même collisionneur pour mesurer les particules cachées - qui pourraient également constituer la matière noire et l'énergie noire, mais ne font pas partie du modèle standard - se sont toutes soldées par des échecs.

" La découverte du boson de Higgs a comblé un vide sans pour autant prédire quelque chose de nouveau", déclare Richard Jacobsson.

"L'idée de ce projet est née presque par hasard, d'un partenariat entre des personnes issues de différents domaines et désireuses d'explorer la physique sous un autre angle".

Les particules "cachées" ou "fantômes" sont invisibles et ont des connexions physiques plus faibles que les particules déjà découvertes, ce qui les rend difficiles à détecter.

Le Grand collisionneur de hadrons du CERN peut détecter les particules jusqu'à un mètre du site de la collision, mais les particules cachées restent invisibles beaucoup plus longtemps avant de se révéler.

Les détecteurs du nouveau collisionneur du projet SHiP seront donc placés plus loin et produiront davantage de collisions sur une toile de fond fixe afin d'identifier plus facilement ces particules.

La construction des nouvelles installations souterraines du SHiP débutera en 2026 et les premières expériences pourraient avoir lieu vers 2032.

Le futur collisionneur circulaire, quant à lui, sera mis en service dans le courant des années 2040, mais n'atteindra son plein potentiel qu'en 2070, selon des informations rapport de la BBC.

Auteur: Internet

Info: https://fr.euronews.com/ - Anna Desmarais,  26 mars 2024

[ infra-monde ] [ sub-particules élémentaires ]