Les atomes sont les constituants fondamentaux de la matière, de tous les objets qui nous entourent, inertes ou vivants. Eh oui ! Nous en sommes, nous mêmes, entièrement constitués !
Lors de ce mini-article, je vous décrirai l'étrange fonctionnement des atomes et parlerai des nouvelles pistes, vraiment mystérieuses, explorées par les chercheurs sur la nature de ces créatures minuscules !
Tout ce que vous pouvez voir et toucher est entièrement constitué de molécules. Mais ce qu'on ne peut voir l'est aussi : ce que l'on nomme "vide" ou bien même l'air, l'espace entre vos yeux et l'écran que vous regardez en ce moment, où vous lisez ces lignes, est en réalité également rempli de particules, mais sous forme gazeuse !
Petit rappel des 5 états de la matière : solide, liquide, gazeux et plasma (pour ce dernier, voir articles sur les étoiles).
composition des molécules :
Les molécules sont composées de plusieurs atomes.
Un atome est constitué d'électrons de charge électrique négative, tournant autour d'un noyau atomique. Ce noyau est lui-meme formé par des protons-chargés positivement- et des neutrons (non chargés, neutres). Ce multiple ensemble de charges électriques conduit à l'équilibre de l'atome.
Remarque : les neutrinos, les bosons ou les électrons sont appelés des particules élémentaires. Elles sont dites "indivisibles". C'est-à-dire que, dans l'état actuel de la science, on ne connaît pas de sous-composant à ces particules.
Les nucléons sont faits de quarks. Trois quarks forment un hadron, comme un proton ou un neutron.
des particules groupées dans le modèle standard des particules élémentaires :
les fermions :les quarks : up, down, charm, strange, top et bottom et les leptons : électrons, neutrinos, neutrinos-électrons, les muons, les neutrinos muoniques, les taus, les neutrinos tauiques.
les bosons : photon, gluon, boson W, boson Z, (graviton ?) véhiculant les quatres forces (respectivement : électromagnétisme, interaction forte, interaction faible et gravité).
Dans la catégorie des particules élémentaires, il existe aussi des particules éphémères, qui, comme leur nom l'indique, ont un temps de vie réduit (deux microsecondes pour les muons, par exemple).
machines d'expérimentation :
Pour étudier l'infiniment petit, les scientifiques utilisent de grandes machines d'expérimentation comme les accélérateurs de particules du CERN. Le premier cyclotron fut mis en service en 1957. Le cyclotron est le coeur de l'accélérateur de particules, c'est à cet endroit que les particules sont ionisées puis accélérées par magnétisme.
ionisation :
Un ion est une particule prenant une charge électrique. C'est à dire qu'il perd un ou plusieurs électrons. C'est un phénomène naturel qui peut être facilement reproduit en laboratoire. Elle est à l'origine de nombreuses innovations thechniques, courant éléctrique, photoéléctricité, images numériques... Les rayons solaires (photons, voir bosons ci-dessus), par exemple, permettent l'ionisation de certaines des particules présentes dans les couches supérieures de l'atmosphère. C'est donc dans la ionosphère que se produit ce phénomène (aurore polaire).
Les forces élémentaires :
Force éléctromagnétique : véhiculé par les photons. On a longtemps crut que éléctricité et le magnétisme était deux forces bien distinctes. Mais en 1867, le physicien James Clerk Maxwell réussit à unifier ces deux théories : il découvrit l'éléctromagnétisme. Cette force est à l'origine des intéractions entre les particules chargées éléctriquement. On parle souvent de la notion de champ éléctromagnétique où l'éléctricité et le magnétisme coexistent en lignes courbes et parallèles. La distance entre deux courbes définit la longueur d'ondes. La fréquence est le nombre d'oscillations par secondes de cette onde. Ces