Une force fondamentale de la nature est une attraction ou une répulsion entre des objets, décrite par les interactions entre les champs et les particules.
La physique a identifié quatre types fondamentaux de ces interactions qui, ensemble, décrivent toutes les actions que nous observons dans l’Univers, de la désintégration des particules atomiques à la dérive de galaxies entières.
Qu’est-ce que la force nucléaire forte ?
La force nucléaire forte est ce qui maintient ensemble les noyaux des atomes.
Les protons et les neutrons qui composent le noyau d’un atome sont eux-mêmes constitués d’un trio de particules plus simples appelées quarks. Une particule appelée gluon agit sur une propriété des quarks appelée couleur, créant ainsi l’attraction de la force.
Contrairement aux trois autres forces fondamentales, plus le gluon doit voyager loin, plus la force nucléaire est forte. À l’échelle des protons et des neutrons, cet effet de ressort fait qu’il est incroyablement difficile de séparer les quarks. Cela explique en partie pourquoi la force est si forte.
À l’échelle du noyau entier d’un atome, la force lie également des protons et des neutrons entiers les uns aux autres. Les protons se repoussent également les uns les autres grâce à la force électromagnétique, ce qui place les noyaux atomiques dans un équilibre délicat.
Qu’est-ce que l’électromagnétisme ?
L’électromagnétisme est une force d’attraction et de répulsion entre des particules ayant une propriété appelée charge, qui se décline en deux variétés – positive et négative. Les objets de même charge ont un effet répulsif les uns sur les autres, tandis que les objets de charge différente ont un effet attractif.
C’est cette force qui est la plus évidente dans notre vie quotidienne. Grâce aux interactions des électrons chargés négativement et des protons chargés positivement, elle permet à des atomes isolés de se combiner en différents matériaux. Cette force est également véhiculée dans le champ électromagnétique par une particule appelée photon, que notre corps perçoit comme de la lumière grâce à des modifications chimiques dans nos yeux.
Qu’est-ce que la force nucléaire faible ?
De toutes les forces fondamentales, la force nucléaire faible est la plus difficile à appréhender. Elle décrit comment les quarks qui composent les particules nucléaires peuvent passer d’une forme à une autre. La force est véhiculée par des particules appelées bosons W et Z.
La force faible agit sur une distance incroyablement courte, un neutrino s’approche tout près d’un quark, la force faible fait changer le quark en envoyant un boson W. Cela peut transformer un neutron en un quark. Cela peut transformer un neutron en proton (créant ainsi un tout nouvel élément), et le neutrino en électron. égale à environ 0,1 % du diamètre d’un proton. Lorsqu’une particule telle qu’un
Qu’est-ce que la gravité ?
La gravité est une force d’attraction entre des masses, qui, selon la relativité générale, résulte de l’effet de l’énergie agissant sur un champ spatio-temporel. Bien que la théorie suggère qu’elle pourrait avoir une particule médiatrice – appelée graviton – les expériences doivent encore confirmer son existence.
Bien que la gravité puisse sembler être une force puissante, responsable de la cohésion de galaxies entières et de l’extraction de la lumière du jour des étoiles, elle est environ 10^29 fois plus faible que la force nucléaire faible. Cela signifie qu’elle n’a pratiquement aucun effet observable à l’échelle des particules minuscules, et qu’elle ne devient pertinente qu’à un niveau plus cosmique.
Existe-t-il plus de quatre forces fondamentales ?
Bien que le modèle standard de la physique ne décrive que quatre porteurs de force et leurs effets, rien n’empêche que d’autres forces existent hypothétiquement dans des modèles alternatifs.
Ces dernières années, des expériences à haute énergie ont permis d’entrevoir des particules potentiellement nouvelles présentant les caractéristiques d’un porteur de force inconnu. Les effets subtils de cette force pourraient être observés dans les directions que prennent les particules subatomiques lorsqu’elles sont émises au cours de certains types de désintégration. Leur existence pourrait même être une explication de la matière noire.
Pour l’instant, toute force supplémentaire est hautement spéculative. De futures expériences pourraient les exclure ou, peut-être, découvrir une nouvelle physique montrant qu’il existe plus de quatre forces dans l’Univers.
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