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Concept
Interaction élémentaire
Résumé
Quatre interactions élémentaires sont responsables de tous les phénomènes physiques observés dans l'Univers, chacune se manifestant par une force dite force fondamentale. Ce sont l'interaction nucléaire forte, l'interaction électromagnétique, l'interaction faible et l'interaction gravitationnelle.
En physique classique, les lois de la gravitation et de l'électromagnétisme étaient considérées comme axiomes. Cependant en théorie quantique des champs, ces forces sont décrites par l'échange de bosons virtuels : le modèle standard de la physique des particules décrit les interactions forte, faible et électromagnétique, mais une théorie quantique des champs n'a pas encore pu être élaborée pour la gravitation.
Les puissances de ces forces fondamentales sont normalement très différentes (voir plus bas), mais si l'énergie cinétique des particules augmente, les puissances se rapprochent. On pense que les quatre forces avaient la même puissance aux énergies extrêmement élevées qui étaient en jeu juste après le Big Bang lors de l'ère de Planck.
L'interaction nucléaire forte a les propriétés suivantes :
elle est responsable de la cohésion de tous les hadrons (baryons et mésons), c'est-à-dire toutes les particules composées de quarks ; elle est responsable, indirectement, de la cohésion des noyaux atomiques ;
son rayon d'action est limité à (), car la charge de couleur n'apparaît pas « nue » à des distances plus grandes (voir Confinement de couleur) ;
elle est la plus puissante de toutes les interactions connues ;
elle est transportée par les gluons.
L'interaction électromagnétique a les caractéristiques suivantes :
elle est responsable de la plupart des phénomènes quotidiens : lumière, électricité et magnétisme, chimie... ;
son rayon d'action est en principe illimité, mais en pratique, les charges positives et négatives tendent à se neutraliser ;
elle peut être attractive ou répulsive selon le signe des charges électriques ; cela vaut aussi pour les pôles dits Nord et Sud d'un aimant ;
elle est cent fois moins forte que l'interaction forte ;
elle est transportée par les photons.
Source officielle
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