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Il y a bien + de 3 états de la matière
Solide, liquide et gaz. Ces 3 états de la matière ont été définis par les savants au XIXè s. comme les seuls existant, et témoignant d'une réalité microscopique: celle des liaisons moléculaires.
En effet, les molécules d'un solide sont liées de manière rigide;
celles d'un liquide se meuvent librement tout en restant en contact,
et celles d'un gaz évoluent indépendamment.
Mais à force de scruter la matière, les scientifiques sont parvenus à comptabiliser une myriade d'états, à commencer par le plasma en 1928: les molécules se scindent en noyaux et électrons indépendants et la matière devient une soupe de particules chargées. D'ailleurs, on sait aujourd'hui que
le plasma est l'état principal de la matière dans l'Univers
| ▲Identifié en 1928, le plasma (ici, dans un réacteur à fusion nucléaire) n'est que l'un des nombreux états de la matière. Le tokamak est une chambre de confinement magnétique destinée à contrôler un plasma nécessaire à la production d'énergie par fusion nucléaire. Ce terme vient du russe "toroidalnaja kamera magnetnaja katuska" (en français: chambre toroïdale à confinement magnétique). |
(celui des étoiles notamment). Mais qu'est-ce qui permet de dire que le plasma n'est pas un cas particulier de l'état gazeux? C'est que ses propriétés physiques (conductivité, pression, etc...) l'en distinguent radicalement. De fait, c'est ainsi que l'on définit le changement d'état d'une matière, ou "transition de phase":
une petite modification des conditions extérieures (température, pression) fait brutalement varier les propriétés physiques de cette matière.
Une définition qui a fait perdre leur suprématie aux 3 états classiques:
le verre (solide amorphe) et le cristal (solide cristallin)
sont ainsi 2 états de la silice.
Ont par ailleurs été ajoutés à la liste au cours du XXè s.:
les condensats de Bose-Einstein (un état tellement froid que les atomes perdent leur individualité),
les supraconducteurs, les quasicristaux,
les supersolides..., et la liste pourrait encore s'allonger.
R.I., Scie&vie n°115
Un verre d'eau plein est à 99,99% vide
Les molécules d'eau sont constituées de minuscules particules séparées par une grande quantité... de vide! En effet, le diamètre d'une molécule d'eau est de 0,3 milliardième de mètre. Or cette molécule est composée de
2 atomes d'hydrogène (soit 2 protons et 2 électrons),
et d'un atome d'oxygène (8 protons, 8 neutrons et 8 électrons).
La taille d'un électron est négligeable; quant aux protons et aux neutrons, leur diamètre est d'un millionnième de milliardième de mètre. Si on compare le volume qu'ils occupent par rapport à celui de la molécule, on constate qu'une molécule d'eau, et donc un verre quasi plein, est à 99,9999999999999999% vide! Pour autant, une fois plein, un verre ne peut plus accueillir de molécule supplémentaire. Il est donc bien rempli à ... 100%.
M.G., Scie&vie n°1115
La masse d'une montre augmente
quand on la remonte
D'après la formule de la relativité restreinte "E=mc²", énergie et matière ne sont qu'une seule et même chose. Or une montre que l'on remonte stocke dans la tension de son ressort une énergie de quelques dixièmes de joules. En inversant l'équation, sachant que la vitesse de la lumière, c, vaut 300 millions de mètres/seconde, on constate que sa masse augmente à cette occasion de quelques milliards de protons.
Certes, sur la balance, cette masse est indétectable: preuve que la relativité et ses bizarreries ne s'appliquent pas (ou peu) à la physique du quotidien
. Mais le même phénomène a des conséquences spectaculaires en physique microscopique!
Ainsi, un proton est environ 100x plus lourd que la somme des masses des 3 quarks qui le constituent, la différence venant de l'énergie de liaison des quarks entre eux.
De même, un atome d'hydrogène, du fait de l'énergie de liaison entre son proton et son électron, est un peu + lourd que les 2 particules qui le forment.
M.G., Scie&vie n°1115
proposé par mamadomi
rééd° du 17 05 12
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