AccueilEngagement du publicActivités pour les écolesPhysique des particules pour vousQu’est-ce que la physique des particules ? Atomes et particulesAtomes et particules

La physique des particules est un voyage au cœur de la matière.

Tout dans l’univers, des étoiles aux planètes, en passant par vous et la chaise sur laquelle vous êtes assis, est constitué des mêmes éléments de base : les particules de matière. Certaines particules ont été vues pour la dernière fois seulement des milliardièmes de seconde après le Big Bang. D’autres forment la majeure partie de la matière qui nous entoure aujourd’hui.

La physique des particules étudie ces très petites particules élémentaires et travaille sur la façon dont elles interagissent pour que l’univers ait l’aspect et le comportement qu’il a.

Combien petit est petit ?

Très petit….

Pensez à la largeur d’un cheveu humain, l’une des plus petites choses que nous pouvons voir – vingt d’entre eux placés côte à côte tiennent sur un millimètre.

Si nous utilisons un microscope pour regarder à l’intérieur d’un cheveu, nous voyons des cellules, qui sont formées de molécules. Chaque molécule est constituée d’un ensemble d’atomes. Nous savons que tout est formé de différents types d’atomes et que les atomes sont vraiment petits – on peut en faire tenir cent mille à travers un cheveu humain.

Mais la physique des particules ne s’arrête pas là – nous pouvons voir directement à l’intérieur de l’atome.

Nous voyons que les atomes sont constitués d’un noyau, dix mille fois plus petit que l’atome, entouré d’un nuage d’électrons. Le noyau est un ensemble de particules appelées protons et neutrons. Et à l’intérieur des protons et des neutrons, nous trouvons des particules appelées quarks. Les quarks sont si petits que nous n’avons pas encore pu mesurer leur taille – nous savons simplement qu’ils sont au moins dix mille fois plus petits que le noyau. Ils sont si petits que nous les traitons comme des points d’épingle mathématiques dans nos théories.

Réduire l’échelle d’une personne à une particule fondamentale comme un quark ou un électron revient à rétrécir le diamètre de la terre entière à la taille d’une pièce de 5p. Et puis rétrécir à nouveau la pièce de 5 pence de la même quantité. C’est ce que nous entendons par vraiment petit.

Comment faisons-nous de la physique des particules ?

Nous recréons les conditions juste après le Big Bang, lorsque les particules erraient librement dans l’Univers. Pour ce faire, nous utilisons de puissants accélérateurs de particules qui accélèrent les particules à une vitesse proche de celle de la lumière et les font s’entrechoquer. Les physiciens des particules examinent ensuite ce qui se passe dans les collisions à haute énergie.

La physique des particules, c’est un peu comme essayer de découvrir comment fonctionne une montre en cassant ensemble deux montres suisses très coûteuses, puis en apprenant à les reconstruire à partir de tous les morceaux de verre, des rouages et des ressorts. A la place des montres suisses, nous utilisons des particules si petites que l’on pourrait en faire tenir environ dix mille millions sur le cadran d’une montre, et malgré leur taille minuscule, les collisions entre ces particules ont autant d’énergie qu’un gros avion qui décolle !

Qu’est-ce que la physique des particules ?

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