Qu’est-ce qui maintient la matière ensemble ?
À faire et à remarquer
photo : CERN
La force électromagnétique est responsable du mouvement en spirale de ces particules. Cliquez sur l’image ci-dessus pour une activité impliquant la force électromagnétique.
Si tout, des personnes aux planètes, est fait de minuscules particules subatomiques, pourquoi ne se désagrègent-elles pas et ne s’effritent-elles pas en tas de particules ? Qu’est-ce qui maintient toutes ces choses ensemble ?
Les particules « collent » ensemble en interagissant les unes avec les autres de manière complexe. Plus précisément, elles exercent ce que nous appelons des forces les unes sur les autres.
Qu’est-ce qu’une force ? Prenons cet exemple. Vous avez peut-être entendu parler de la gravité. La gravité est la force que tous les objets ayant une masse exercent les uns sur les autres, tirant les objets plus près les uns des autres. Elle fait qu’une balle lancée en l’air tombe sur la terre, et que les planètes tournent autour du soleil.
Les minuscules particules qui composent la matière, comme les atomes et les particules subatomiques, exercent également des forces les unes sur les autres. Ces forces ne sont pas la gravité, mais des forces spéciales que seules ces particules utilisent.
Il existe plusieurs types de forces que les particules peuvent exercer les unes sur les autres. Ces forces peuvent amener une particule à attirer, repousser ou même détruire une autre particule. Par exemple, un type de force subatomique, connue sous le nom de force forte, lie les quarks entre eux pour former des protons, des neutrons et d’autres particules.
Des navires en bataille
Ces navires en bataille illustrent le fonctionnement des particules porteuses de force. Deux vaisseaux échangent des coups de canon, et reculent l’un par rapport à l’autre lorsqu’ils sont touchés. Les vaisseaux ici « passent » des boulets de canon qui transmettent une force répulsive. De même, les particules subatomiques peuvent passer des particules porteuses de force et se repousser les unes les autres .
Alors, comment exactement une particule exerce-t-elle une force sur une autre particule ? Il ne s’agit pas d’un phénomène magique. Au contraire, une force implique qu’une particule transmette quelque chose à l’autre particule. Ce « quelque chose » est en fait une autre sorte de particule, appelée particule porteuse de force. Dans l’exemple de la force forte, les quarks passent des particules appelées gluons qui les font coller ensemble.
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