Qu'est-ce que la matière ?

Résumé du document

Article de Philosophie consacré à la matière. De quoi sont faites ces particules ? Sont-elles vraiment élémentaires ou ce n'est que le langage de notre époque traduisant plutôt la limite de nos instruments de mesure ?

Extraits

[...] C'est la conception cinétique des gaz, c'est-à-dire l'explication de la température et de la pression par des particules en mouvement. En parallèle, et par l'observation des formes géométriques des cristaux naturels, et leur capacité à se cliver selon des plans respectant certaines symétries, se développa une autre science : la cristallographie. Celle-ci suppose que la forme des cristaux n'est autre que le reflet de la symétrie de briques plus élémentaires, et le cristal n'étant qu'un assemblage de ces briques. A partir du 19e siècle, le concept d' atome de matière se consolida de plus en plus et le principe que les corps chimiques sont décomposables en corpuscules élémentaires tous semblables entre eux mais trop fins pour être observés, s'est vu adopté par un grand nombre de scientifiques. [...]

[...] Alors, quel mécanisme le fait maintenir stable sur son orbite ? Il fallait qu'une nouvelle physique, avec de nouveaux concepts tout à fait différents des concepts classiques, réponde à cette question. Ce fut alors la physique quantique. Le monde quantique L'effervescence ayant accompagné la physique au début du 20e siècle a fait qu'une foule de modèles et de théories, dont l'objectif étant d'approcher la nature de la matière, furent proposés. Avec l'hypothèse des quanta d'énergie émise par Max Planck au tout début du 20e siècle, une nouvelle physique était entrain de naître : La physique quantique, communément appelée mécanique quantique qui fixa un cadre mathématique tout à fait cohérent ayant permis de remédier à tous les désaccords entre certains résultats expérimentaux mis en évidence à la fin du 19e siècle et les prédictions théoriques correspondant de la physique classique. [...]

[...] La découverte, plus tard, du neutron ne résout pas le problème de la cohésion des nucléons. Elle explique tout juste que, dans les noyaux très lourds, la présence d'un grand nombre de particules électriquement neutre diminue sensiblement l'antagonisme réciproque des protons. Yukawa postula alors l'existence d'un champ de force, dont l'action serait étroitement limitée au noyau atomique, qui serait à l'origine du maintien en cohésion protons et neutrons. Encore beaucoup plus puissante que la force électrique et contrairement à celle-ci, la nouvelle force serait indépendante des charges électrique et devrait à très courte portée ; elle serait pratiquement nulle au delà de 10-13 cm et devient violemment répulsive en deçà de cette distance. [...]

[...] Toutefois, comme les lois de la physique restent les mêmes pour la matière comme pour l'antimatière, les scientifiques ont longtemps considéré qu'il devait logiquement exister autant d'antimatière dans l'Univers que de matière, puisque chaque particule de matière aurait été créée en même temps que l'antiparticule correspondante. Ce qui posait un problème, c'était que bien qu'activement recherchés, aucune trace d'éventuels anti-mondes n'a été signalée. La grande question était donc : qu'est devenue toute cette antimatière ? Si elle n'est nulle part, pourquoi et comment a-t-elle disparue ? L'énigme est persistante : c'est l'une des plus importantes questions cosmologiques posée actuellement. [...]

[...] Heisenberg montra qu'à l'exception de quelques noyaux légers, les noyaux contenant des nombres pairs de neutrons et de protons (noyaux pairs-pairs) sont très stables ; ceux contenant des nombres impairs de neutrons et de protons (noyaux impairs-impairs) sont par contre les plus instables, alors que les noyaux de type pairs-impairs sont de stabilité moyenne. Il existe selon lui une saturation des forces nucléaires analogue à celle des forces de valence dans les liaisons moléculaires. Ainsi, un neutron peut fixer tout au plus deux protons et un proton tout au plus deux neutrons, sans tenir compte des relations proton-proton et neutron-neutron. Un autre problème surgit lors des désintégrations des noyaux radioactifs. D'où provient l'émission bêta si avant leur désintégration, ces noyaux ne contenaient pas d'électrons ? [...]