La masse | ||||
Le mystère de la matière | Mise à jour 01 juin 2011 | |||
C'est à l'âge des ténèbres cosmiques que la matière est apparue. Avant le Big Bang, il y a 13,8 milliards d'années il n'y avait rien, l'espace n'existait pas, le temps non plus, c'était le néant. Le télescope WMAP nous montre ci-contre, une image de l'univers, quelques 380 mille années après le Bigbang, mais nous ne sommes toujours pas capables d'assister à sa naissance. Entre 0 et 380 000 ans, l'univers est si dense que la lumière ne peut s'en échapper. Cette période demeurera toujours invisible. Pour nous rapprocher de la naissance de l'univers, nous sommes contraint d'aller voir de l'autre côté du temps et de l'espace, du côté de l'infiniment petit. C'est dans le Grand Collisionneur de Hadrons (CERN)que les scientifiques veulent voir ce que la nature nous cache. Cette machine à reproduire le Bigbang, centralise tous les espoirs des physiciens des particules. Dans cette machine, des protons sont accélérés à la vitesse de la lumière et 800 millions de collisions par seconde sont produites pour analyser les interactions. Le LHC pourrait engendrer des phénomènes inattendus comme celui de générer les dimensions de mondes parallèles. La théorie des cordes prédit l'existence de dimensions supplémentaires en plus des trois dimensions d'espace que nous connaissons. Les physiciens espèrent avec cette machine, trouver l'explication du "tout". L'univers d'aujourd'hui est trop complexe pour être compris mais en remontant aux origines de l'univers, tous ce qu'on y trouve c'est une structure simple formée de quelques particules et de quelques forces. | A partir de là, on peut comprendre comment l'univers a atteint la complexifié jusqu'à la matière. Depuis la découverte des premières particules de la matière par Leon Lederman, les physiciens ont classifié la matière à travers une multitude de particules. L'énergie et la masse sont liées dans la matière. E=MC2 d'Einstein, fonctionne dans les deux sens, la masse crée l'énergie mais l'énergie peut créer la matière. En soumettant les atomes à de puissantes énergies les physiciens mettent en évidence des éléments de blocs indivisibles, les particules élémentaires. En réalité les physiciens cherchent à remonter le temps pour trouver le moment où l'énergie du Big Bang est devenue pour la première fois, matière. Le quark Up, le quark Down, l'électron, le neutrino électron, le Boson W+, le Boson W-, le quark Charme, le quark Strange, le muon, le neutrino Muon, le quark Top, le quark Bottom, le tau, le neutrino Tau, le boson Z, le gluon et le photon sont les constituants de la matière. | Image : Les analyses des images du télescope WMAP indiquent que l'univers observable est vieux de 13,8 milliards d'années (± 1 %). Il est composé de 73 % d'énergie noire, 23 % de matière sombre froide, et 4 % d'atomes, c'est-à-dire de matière. Notre univers est actuellement en expansion avec un taux de 71 km/s/Mpc (± 5 %), il est passé par des épisodes d'expansion rapide appelés inflation et grandira pour toujours. Crédit: Équipe scientifique WMAP, NASA | ||
Qu'est-ce que la masse ? | ||||
Sans la masse les particules se déplaceraient à la vitesse de la lumière et l'univers ne serait que radiations, il n'y aurait rien de solide. Si la matière peut s'agglomérer c'est grâce à la masse. | Le photon, médiateur de l'interaction électromagnétique, n'interagit pas du tout avec le champs de Higgs et poursuit sa route à la vitesse de la lumière. Le champs hypothétique de Higgs est actuellement la pièce manquante du modèle standard, il permet d'expliquer l'existence d'un univers d'objets solides constitués de particules massives. | Image : Le détecteur de particules géant Atlas pourrait, découvrir de nouvelles particules élémentaires comme le boson de Higgs Le boson de Higgs est une particule prédite par le fameux "modèle standard" de la physique des particules élémentaires. Elle constitue le chaînon manquant de ce modèle. En effet, cette particule est supposée expliquer l'origine de la masse de toutes les particules de l'Univers (y compris elle-même), mais en dépit de ce rôle fondamental, elle reste encore à découvrir puisque aucune expérience ne l'a pour l'instant observée de façon indiscutable., une particule vainement recherchée jusqu’à ce jour, trouver des particules super symétriques ou accéder à des dimensions supplémentaires de l’espace. crédit : CERN | ||
Le modèle standard |
Aujourd'hui le modèle Standard décrit avec succès trois des quatre interactions fondamentales : forte, faible et électromagnétique. Image : Le tableau des particules élémentaires du Modèle Standard, classe les fermions, constituants de la matière et les bosons. |