GuiGui's Show

WOW, superbe vulgarisation. Je recommande.

• Lois de la physique qui ne correspondent pas avec ce qu'on observe. Soit changer la loi, soit constater qu'elle a raison mais qu'on ignorait un des éléments qui la compose ;
  
  

• Une interaction entre particules fondamentales se matérialise (se transmet) par un champ dans l'espace. Ces champs sont caractéristiques de l'interaction subie par une particule. Dans le monde de l'infiniment petit, il y a 3 interactions :

  • L'interaction électromagnétique, matérialisée par un échange de photons). Quand deux électrons se repoussent par la force électrique, ils s'échangent des photons (de masse nulle) en permanence ;
    
    
  • L'interaction nucléaire faible (responsable de la désintégration d'un neutron en protons / électrons, responsable de la consommation lente de son hydrogène par le soleil, etc.), matérialisée par les bosons W+, W- (de masse élevée, ce sont des particules lourdes) et Z0 (masse nulle) ;
    
    
  • L'interaction nucléaire forte (à l'intérieur d'un noyau, entre les quarks), matérialisée par les gluons ;
    
    
  • La gravitation est si faible au niveau des particules qu'on ne la prend pas en compte.
• Si la masse des particules qui matérialisent une interaction est nulle, alors la portée de cette interaction est infinie. À l'inverse, si la masse est élevée, la portée de l'interaction est très faible (un millionième de milliardième de mètre) ;
  
  
• Nom des particules qui ne subissent pas l'interaction forte : leptons. Nom de la catégorie des particules qui la subissent : hadron ;
  
  
• Ces interactions sont décrites depuis la 2e moitié du 20e siècle dans le modèle standard de la physique des particules. Problème : si les équations de ce modèle sont correctes, alors la masse de toutes les particules qui matérialisent une interaction devrait être nulle, donc l’interaction devrait être d'une portée infinie. Si ces particules ont une masse nulle, alors les particules qui la subissent doivent aussi avoir une masse nulle. Or, les électrons, les bosons, etc. ont une masse non nulle ;
  
  
• En 1964, Englert, Brout et Higgs font l'hypothèse que le modèle standard des particules est correct, mais que nous nous trompons sur la définition de la masse : masse et matière ne sont pas forcément imbriquées. Une particule n'a pas une masse du simple fait qu'elle est une particule de matière, mais elle en acquiert une via une interaction avec le vide… qui n'est en fait pas vide. Un champ (de Higgs) serait présent en tout point de l'univers. Toutes les particules auraient une masse nulle et c'est l'intensité de l'interaction avec ce champ qui donne une impression de masse ;
  
  
• La masse d'un corps n'est pas forcément égale à la masse des corps qui le constitue. Exemple : dans le corps humain, la somme des masses de nos particules élémentaires (électrons et quarks) représentent quelques pourcents de notre masse totale. Notre masse principale vient de E=mc² : nos particules interagissent violemment entre elles, ces interactions déploient une certaine énergie qui correspond à une masse effective ;
  
  
• En juillet 2012, on observe des signaux de la présence du boson de Higgs. Donc toute l'hypothèse se confirme. Le modèle standard est désormais complet : toutes les particules exigées pour son fonctionnement ont été détectées. Les collisions dans le LHC ont permis de reproduire des conditions de l'univers primitif qui n'existent plus aujourd'hui comme la température (l'univers s'est considérablement refroidi). Ainsi, nos bosons de Higgs ont une durée de vie de 10^-23 secondes ;
  
  
• À la naissance de l'univers, le champ de Higgs n'existait pas, donc les particules élémentaires n'avaient pas de masse, donc elles se déplaçaient à la vitesse de la lumière, donc la théorie de la relativité générale nous dit que ces particules n'avaient pas de temps propre puisqu'aucun révérenciel temporel ne peut leur être associé. Tout d'un coup, le champ de Higgs apparaît dans tout l'espace, les particules élémentaires se couplent plus ou moins intensément à ce champ, ce qui leur donne une masse non nulle, qui engendre un temps propre. Qu'est-ce qui a déclenché ça ? Peut-être une rupture spontanée de symétrie ;
  
  
• Le modèle standard ignore la gravitation. Or, si l'énergie augmente, la gravitation va intervenir. Nouvelle question : comment résoudre le modèle standard et la relativité générale ? ;
  
  
  
  
• Matière noire ? Si la force qui décrit le mouvement des galaxies est la gravitation, comment expliquer que, pour prévoir ces mouvements, il nous faut ajouter à nos calculs de relativité 10 fois plus de masse que celle que l'on observe ? On présume l'existence d'une matière noire, d'une matière qui n'émet pas de lumière et qui agirait sur la gravitation des galaxies. Cette matière noire n'est qu'une explication parmi d'autres ;
  
  
• Hypothèse de l'inflation ? Le principe d'inertie énonce qu'un corps qui est soumis à aucune force a un mouvement rectiligne et uniforme. Or, en tout point de l'univers, il y a la gravitation donc tous les corps présents dans l'univers subissent au moins une force. Donc le principe d'inertie n'est pas observable. Ou alors la gravitation n'est pas une force ? Einstein démontre cela : la gravitation n'est pas une force, mais une déformation de l'espace-temps. La terre aurait un mouvement inertiel (rectiligne), la courbure de l'espace-temps la fait tourner autour du soleil. L'univers observable est plat (pas 2D, mais on ne constate pas une courbure généralisée). Pourquoi c'est plat ? Inflation. Dans l'univers primordial, les distances ont augmenté de 10^50 dans un temps restreint de 10^-32 secondes. Donc, en moins d'un instant, l'univers a acquit la moitié de sa taille observable. Dans ces conditions, il est possible que nous observions une portion seulement de l'univers, car la courbure généralisée échappe à notre observation ;