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 Particules Elémentaires

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GmaHx
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MessageSujet: Particules Elémentaires   Mar 16 Aoû 2011 - 23:07

Bonsoir à tous !
Ma question est la suivante :

Comment peut on parler d'éventuelles particules élémentaires alors qu'il y a forcément un contenu dans le plus petit contenant que l'on peut trouver ?

Je m'explique : Dans le proton, on a des quarks, qui eux mêmes contiennent certainement quelque chose. Ils ne peuvent pas être fait de vide exclusivement !
Et même si ils sont faits de vide, leur enveloppe est bien faite de quelque chose !

J'ai donc l'impression que la recherche des particules élémentaires soit un peu vouée à l'échec, comme des poupées russes infinies...

De la même manière, pourquoi dit-on des électrons que ce sont des particules élémentaires ? Les électrons ne contiennent-ils rien ?
Je sais que les particules ne sont pas en réalité des petites balles contenant quelque chose, mais alors que sont elles précisément, et de quoi sont elles faites !?

Suis totalement à côté de la plaque ? (ce qui est probablement le cas)
J'espère que mes questions sont plus ou moins claires...

Merci d'avance pour vos réponses !



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MessageSujet: Re: Particules Elémentaires   Mer 17 Aoû 2011 - 7:24

GmaHx a écrit:
Bonsoir à tous !
Ma question est la suivante :

Comment peut on parler d'éventuelles particules élémentaires alors qu'il y a forcément un contenu dans le plus petit contenant que l'on peut trouver ?

La matière n'est pas continue. Il existe une limite imposée par la physique quantique. La matière est structurée par des paquets élémentaires. En physique, une quantité nulle ça n'existe pas, il existe un seuil minimum non nul (on parle par exemple du cas de l'énergie du vide quantique).


Citation :


Je m'explique : Dans le proton, on a des quarks, qui eux mêmes contiennent certainement quelque chose. Ils ne peuvent pas être fait de vide exclusivement !
Et même si ils sont faits de vide, leur enveloppe est bien faite de quelque chose !

Les quarks ne peuvent pas être isolés. Tenter de les séparer est vain.

Citation :


J'ai donc l'impression que la recherche des particules élémentaires soit un peu vouée à l'échec, comme des poupées russes infinies...


Ne jamais se fier aux impressions, mais aux faits. Depuis 1927, on sait que la matière est discontinue et ne s'imbrique pas ad infinitum.
Est-ce que tu as entendu parler de la longueur de Planck ? Vouloir explorer la matière en-deça de cette limite physique n'a pas de sens.

La longueur de Planck est la plus petite unité de longueur. Concernant le temps, c'est pareil : il existe une petite quantité indivisible de temps.

Supposons une barre métallique de 1 mètre de long, on la scie en deux, puis on prend une moitié et on la scie en deux, et ainsi de suite. Il faut seulement environ 116 coups de scie pour atteindre la limite qui est celle de la longueur de Planck.

Citation :

De la même manière, pourquoi dit-on des électrons que ce sont des particules élémentaires ? Les électrons ne contiennent-ils rien ?
Je sais que les particules ne sont pas en réalité des petites balles contenant quelque chose, mais alors que sont elles précisément, et de quoi sont elles faites !?

Suis totalement à côté de la plaque ? (ce qui est probablement le cas)
J'espère que mes questions sont plus ou moins claires...

Merci d'avance pour vos réponses !




À côté de la plaque ? N'exagérons rien. Se poser des questions est même recommandé.
Pour conclure, il semble évident que tu n'aies jamais lu quoique ce soit à propos de la mécanique quantique, tu ignores complètement cette théorie très importante...
Bref, tes connaissances se limitent à la théorie atomiste, comme celle de Démocrite, avec la problématique de la continuité apparente de la matière. Pourtant, avec tout ce que l'on a découvert lors du XXe siècle depuis Max Planck, il y a largement de quoi satisfaire tes interrogations. La théorie quantique avait démarré à partir de l'étude de l'effet photoélectrique ainsi que d'une anomalie théorique à propos du rayonnement ultraviolet, jusqu'à ensuite parler de dualité onde/particule, et de notion de paquet nommé quantum, et surtout de principe d'incertitude de Heisenberg. Autrefois on croyait que la matière était divisible jusqu'à l'infini, mais c'était erroné. On le sait depuis plus de 80 ans.
En outre, si nous savons comment décrire les mécanismes de la matière, nous ne savons pas ce qu'elles sont dans l'absolu, ni pourquoi. Le but de la science est de trouver (au mieux) des réponses au "comment" mais pas au "pourquoi". Ne pas confondre science et métaphysique.

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« On ne sait que lorsqu'on sait peu, avec le savoir croît le doute. » (Goethe)
« La qualité d’une expérience se mesure au nombre de théories qu’elle fait tomber. »
« Oser savoir en utilisant sa raison critique c’est le fondement de notre modernité, cela reste la condition de son avenir.» (Emmanuel Kant)
« Seul a un caractère scientifique ce qui peut être réfuté. Ce qui n'est pas réfutable relève de la magie ou de la mystique. » (Karl Popper)
« Une théorie est scientifique si et seulement si elle susceptible d'être réfutée ; elle n'est pas vraie, mais tout au plus admise provisoirement. » (Karl Popper)
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GmaHx
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MessageSujet: Re: Particules Elémentaires   Mer 17 Aoû 2011 - 12:33

Grand merci pour ta réponse.
Elle est pleine de notions que je ne connais effectivement pas.

Je m'étais toujours représenté la matière comme Démocrite en effet, j'ai donc un peu de retard... Mouhahaha

Je vais creuser un peu tout ça !

Encore merci.
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MessageSujet: Re: Particules Elémentaires   Mer 17 Aoû 2011 - 13:32

Les sciences sont-elles encore enseignées au collège et au lycée ? Il semble que ton domaine de prédilection soit la musique. Dans ce cas, ne pas trop connaître les sciences est excusable.

Le concept d'atome est abordé dès le collège, approfondi dès la Seconde, et c'est vers la 1ère et la Terminale que la mécanique quantique est enseignée. Il faut rappeler que les bases de la chimie, avec le concept d'atome, est décrit de façon simpliste, métaphorique et incorrect, avec la représentation naïve du modèle planétaire de l'atome. Avec la physique quantique, les choses ne se passent pas vraiment comme ça. De mauvaises bases donnent de mauvaise habitudes qui laissent penser, à tort, que les bases acquises sont des connaissances fiables et définitives. Par exemple on peut rencontrer des âneries sur le web à propos de la physique quantique, d'après des textes d'amateur qui ne connaissent pas le sujet. Le meilleur moyen de s'informer sur le web est de préférer exclusivement des sources académiques, comme scholar.google.com, sciencemag.org, nature.com, cnrs.fr... et mieux vaut oublier le reste qui est souvent composé de fadaises.


Ce qui fait la valeur d'une théorie scientifique, ce n'est pas sa crédibilité, mais sa réfutabilité à travers des faits.

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GmaHx
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MessageSujet: Re: Particules Elémentaires   Mer 17 Aoû 2011 - 14:19

Les sciences sont en effet enseignées au lycée. Par contre, on ne parle pas de mécanique quantique, ni de quarks. (peut être car je viens seulement de finir la 1ère)

Disons qu'au collège, il ne faut pas espérer avoir une explication approfondie. Et nous n'avons pas encore vraiment parlé de physique quantique au lycée...malheureusement.

De plus comme tu l'as dit dans ton précédent message, mon questionnement se partage en effet entre le pourquoi et le comment. Dommage que l'enseignement S contienne si peu de philo en terminale, puisque c'est intimement lié aux Sciences exactes.
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MessageSujet: Re: Particules Elémentaires   Jeu 18 Aoû 2011 - 7:22

Tu es en première S ou une autre filière ?

Dans un bouquin de niveau Terminale S datant d'environ 20 ou 25 ans j'ai pu lire un chapitre sur l'atome de Bohr, les hydrogénoïdes, l'effet photoélectrique, les lasers, le rayonnement du corps noir, ou l'existence des raies spectrales, la dualité onde corpuscule, l'amplitude de probabilité, l'intrication quantique, bref tout ce qui concerne la mécanique quantique.

La mécanique quantique, souvent abrégée sous l'acronyme MQ, est une théorie scientifique probabiliste, c'est aussi l'une des théories les plus importantes.

Un assez bon résumé ici : http://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9canique_quantique

Concernant la philosophie, elle est intéressante dans la mesure où elle se place en tant que philosophie des sciences et en tant qu'épistémologie par rapport aux sciences. Mais on peut parler d'abus et d'imposture lorsque cette philosophie diverge en métaphysique, ou pire, dans la religiosité, vis à vis des sciences. Par exemple, sur le web, la plupart du temps dans certains forums, et surtout sur Youtube ou Dailymotion, on peut observer une récupération de la MQ à des fins idéologiques et sectaires (chez la mouvance New Age), en la présentant abusivement comme une branche de la psychologie et de la métaphysique, prétextant une amélioration de l'Homme ou l'exploration d'une "autre réalité". Ce rappel à la vigilance est souvent nécessaire, parce que la MQ est souvent méconnue et très mal comprise du grand public, et pour s'en convaincre, lire la page de discussion de l'article Wikipedia sur la MQ, des amateurs croyant connaître le contexte écrivaient n'importe quoi...


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MessageSujet: Re: Particules Elémentaires   Dim 21 Aoû 2011 - 21:04

Bonsoir, je vais tenter de compléter un peu les réponses très complètes de Pulstars.
GmaHx a écrit:
Bonsoir à tous !
Ma question est la suivante :

Comment peut on parler d'éventuelles particules élémentaires alors qu'il y a forcément un contenu dans le plus petit contenant que l'on peut trouver ?
Aujourd'hui l'on considère comme élémentaires, des particules considérées comme ponctuelles.
Je m'explique :
1) pour Démocrite, la matière est constituée de choses insécables : les atomes. Pour lui on peut diviser la matière jusqu'à un certain point, et à un moment on rencontre quelque chose d'insécable : l'atome. Cependant les recherches ont montré que l'atome a une taille : 1e-10 mètre, et qu'il a une structure interne.
2) un noyau 100 000 fois plus petit composé de nucléon : proton et neutron qui ont également une structure interne composés de quarks
3) jusqu'à aujourd'hui, l'électron, les quarks sont considérés comme ponctuels, ils n'ont pas de structure interne et de ce fait sont élémentaires.

Un point n'est pas fait d'autre chose, c'est l'élémentarité ultime.
GmaHx a écrit:
Je m'explique : Dans le proton, on a des quarks, qui eux mêmes contiennent certainement quelque chose. Ils ne peuvent pas être fait de vide exclusivement !
Et même si ils sont faits de vide, leur enveloppe est bien faite de quelque chose !
Il ne faut pas voir les particules ponctuelles comme des sphères. Ce sont des points, donc il n'y a rien dedans.
GmaHx a écrit:
J'ai donc l'impression que la recherche des particules élémentaires soit un peu vouée à l'échec, comme des poupées russes infinies...

De la même manière, pourquoi dit-on des électrons que ce sont des particules élémentaires ? Les électrons ne contiennent-ils rien ?
Je sais que les particules ne sont pas en réalité des petites balles contenant quelque chose, mais alors que sont elles précisément, et de quoi sont elles faites !?

Suis totalement à côté de la plaque ? (ce qui est probablement le cas)
J'espère que mes questions sont plus ou moins claires...

Merci d'avance pour vos réponses !



Il se trouve qu'il y a des théories (on va dire des constructions intellectuelles) qui supposent que les particules ne sont pas ponctuelles, mais filiformes, ce sont des cordes qui vibrent. La façon de vibrer donneraient les différentes natures des particules.
Se demander de quoi sont faits les cordes n'a pas de sens, c'est comme si les mots étaient composés de lettres, et les lettres de traits. Se demander de quoi sont composés les traits n'a pas de sens non plus. (ça reste une construction intellectuelle cherchant à expliquer la nature des particules).
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MessageSujet: Re: Particules Elémentaires   Mar 23 Aoû 2011 - 6:36

Les points mathématiquement parlant sont adimensionnels. En physique, les particules élémentaires peuvent être considérées comme des points, pour simplifier, mais la mécanique quantique montre a priori qu'une grandeur nulle n'existe pas : il existe une taille minimum théorique qui est la longueur de Planck.

Il faut surtout se souvenir que les théories sont des représentations faillibles de la réalité. Peu importe la façon dont on se représente la forme des corpuscules, pourvu que les théories parlent de données quantitatives au moyen d'hypothèses réfutables et avec l'appui d'expériences reproductibles.

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MessageSujet: Re: Particules Elémentaires   Mar 23 Aoû 2011 - 11:49

En fait... j'estime que plus on descend en niveau d'élémentarité, moins il y a de "particules". Ex :
- les atomes, il y a 90 éléments naturels, dont on explique pas les masses...
- les atomes sont fait d'électrons, protons et neutrons, 3 particules pour expliquer les 90 éléments, de plus on explique leur masse, et leur composition isotopique, je trouve ça génial.

Ensuite quand on regarde les hadrons (ce sont des particules subatomiques, donc plus petits que des atomes et noyaux), on en connaît des centaines pour ne pas dire des milliers.

Il s'explique par 6 quarks...

Aujourd'hui nous avons quelque chose comme :
- 6 quarks
- 6 leptons
- 1 photon
- 3 boson intermédiaires
- 8 gluons
- 1 boson de Higgs (qui sera découvert sous peu)
- 1 graviton

Ca fait : 26 particules élémentaires. Si on découvrait des structures internes aux particules actuelles, cela ferait descendre le nombre d'entités élémentaires pour expliquer la matière ordinaire.
Forcément à un moment, ce nombre ne pourra jamais descendre en dessous de 1... il y a une limite.

Cependant je n'ai pas dit qu'il y avait une limite dans le niveau d'élémentarité, il est tout à fait possible que ce soit infini, et dans ce cas à chaque fois que l'on descend en élémentarité on englobe plus de matière exotique.
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