Interactions (fr)

En science physiques, nous apprenons qu'il existe plusieurs type de forces qui dirigent comment la matière et l'énergie interagissent.

En tant qu'être humains, nous avons une intuition de comment le monde fonctionne à notre échelle, un objet a une présence physique que nous percevons comme permanente. Alors qu'en "réalité" les objects sont fait de molécules, que les molécules sont faites d'atomes et les atomes de protons, neutrons, électrons mais surtout de vide. Quand nous percevons le choc de deux objets (ou de mon genoux contre une table basse) nous ne voyons pas les interactions atomiques entre les atomes de ces deux objects ou combien d'électrons ont sautés d'un objet à l'autre.

C'est pourtant quelque chose que nous essayons très fort d'imaginer avec la COVID-19 où le savoir qu'une charge virale invisible peut se transmettre d'un hôte à l'autre par simple contact, on peut pas les percevoir, mais on peut tomber malade.

Les quatre interactions fondamentales sont:

1. La gravité
2. L'électromagnétisme
3. Les interactions atomiques fortes
4. Les interactions atomiques faibles

Les interactions 1 & 2 sont visibles à notre échelle dans la vie de tous les jours, comme la pomme qui tombe de l'arbre et la lumière du soleil qui éclaire la terre.

Les interactions 3 & 4 ne sont d'habitude pas directement observables, mais certains de leurs effets peuvent être tester par des experiences qui valident ces theories, par exemple, 3 montre comment les atomes maintiennent leur structure et 4 explique comment la radioactivité fonctionne.

Les interactions les plus fascinantes sont celles qui sautent l'échelle, par example quand un comportment atomique ou quantique peut être observé à l'échelle humaine, comme la supraconductivité, les lasers les transistors ou encore comment un gecko grimpe au plafond.

Supraconductivité

Dans les conducteurs standard, comme le file de cuivre, quand un courant est appliqué il y a une resistance, et cette resistance génère de la chaleur qui conduit a une perte d'énergie. Parfois c'est un effet désiré, comme dans une ampoule ou la chaleur est si intense que le fil se met a luire et produit de la lumière, mais dans la plupart de case ce n'est pas desire, qui veut que son telephone chauffe quand on regarde des videos sur TikTok? Par opposition, un supra conducteur a une resistance nulle, et ne produit pas de chaleur quand un courant est appliqué, ce n'est donc pas une bonne idée d'utiliser un fil supra conducteur dans une ampoule, cela ne produirait aucune lumière! Mais utilisé un supra conducteur dans un téléphone l'empecherait de chauffer et la batterie durerait beaucoup plus longtemps. Le problème et qu'aujourd'hui, les materiaux supra conducteur ne sont disponibles qu'a très basse temperature (-200C) ou des pressions très hautes (des millions d'atmosphere). Malgré ces contraintes, on utilise des supra conducteurs dans des super calculateurs and les lignes électriques pour éviter les pertes en lignes.

La physique quantique est la mieux équipée pour expliquer ces phénomènes car la transition vers un état supra conducteur produit un changement soudain dans les propriétés physiques du matériau, ce qui indique un saut énergétique qui est typique de la physique quantique (la matière et l'énergie ne sont pas aussi continue que notre perception).

Voici une image d'un cable supra conducteur, immersé and de l'azote liquide pour la garder au frais et supra conductif.

 

Laser

Laser est a un acronyme, signifiant  "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" (Amplification de Lumière par Stimulation d'Emission de Radiation) - en français c'est ALSER ce n'est pas aussi chouette. Un laser émet de lumière quit est dite cohérente ce qui permet d'obtenir un rayon de lumière dans une direction unique, par opposition à une source standard où la lumière est émise dans toutes les directions. La cohérence peut être spatial (un rayon très fin) ou temporelle (un ajustement de la fréquence sur une couleur spécifique, ou sur un temp très court). Les lasers ne sont possible que grace à Einstein et son interpretation de la théorie quantique de la radiation.

On peut utiliser les lasers dans des systèmes d'alarmes come dans le film classique  "entrapment"