Matiere

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Matiere

Matière

La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe de l'espace et possède une masse. Ainsi, en physique, tout ce qui a une masse est de la matière.

La matière ordinaire qui nous entoure est formée de baryons et constitue la matière baryonique. Cette définition exclut les bosons fondamentaux, qui transportent les quatre forces fondamentales, bien qu'ils aient une masse et/ou une énergie.

Sommaire

Les états de la matière

La mati√®re peut se retrouver dans plusieurs √©tats ou phases. Les trois √©tats les plus connus sont solide, liquide et gazeux. Il existe aussi d'autres √©tats un peu plus exotiques, tel que plasma, cristal liquide, condensat de Bose-Einstein, superfluide et fluide supercritique. Lorsque la mati√®re passe d'un √©tat √† l'autre, elle effectue une transition de phase. Attention : un changement d'√©tat n'est pas une transformation chimique ! Ce ph√©nom√®ne est √©tudi√© en thermodynamique via les diagrammes de phase. La transition de phase se produit lorsque certaines caract√©ristiques de la mati√®re changent : pression, temp√©rature, volume, densit√©, √©nergie, etc.

La matière en physique des particules

La mati√®re au niveau fondamental est constitu√©e de quarks et de leptons. Les quarks se combinent pour former des hadrons, principalement des baryons et des m√©sons via la force nucl√©aire forte, et sont pr√©sum√©s toujours confin√©s ainsi. Parmi les baryons se trouvent le proton (dont la charge √©lectrique est positive) et le neutron (de charge √©lectrique nulle), qui eux se combinent pour former les noyaux atomiques de tous les √©l√©ments chimiques du tableau p√©riodique. Normalement, ces noyaux sont entour√©s d'un nuage d'√©lectrons(de charge √©lectrique n√©gative et exactement oppos√©e √† celle du proton). L'ensemble form√© par un noyau et un nuage qui comprend autant d'√©lectrons n√©gatifs que de protons positifs pr√©sents dans le noyau est un atome. Il est √©lectriquement neutre, sinon, c'est un ion[1]. Les atomes peuvent s'agencer entre eux pour former des structures plus grosses et plus complexes, tel que les mol√©cules. Une quantit√© de particules de mati√®re s'exprime avec l'unit√© : la mole.
La chimie est la science qui étudie comment se combinent les noyaux et les électrons pour former divers éléments et molécules.

Chaque particule d'atomes est associée à une (anti-)particule d'antimatière (par ex. électron-positron). Une particule d'antimatière se distingue de sa partenaire par le fait que toutes ses différentes "charges" (charge électrique, charge de couleur, spin, ...) sont opposées. Toutefois de telles particules possèdent la même masse.
Bien que les lois fondamentales de la physique n'indiquent pas une préférence pour la matière par rapport à l'antimatière, les observations cosmologiques indiquent que l'Univers est presque exclusivement constitué de matière[2], [3]

La matière et la relativité

Les travaux d'Albert Einstein en relativit√© restreinte nous ont l√©gu√© la fameuse formule E = mc¬≤, o√Ļ E est l'√©nergie au repos d'un syst√®me, m est sa masse et c est la vitesse de la lumi√®re dans le vide. Cela implique donc que la masse est √©quivalente √† de l'√©nergie et vice-versa.
Ainsi par exemple lorsque plusieurs particules se combinent pour former des atomes, la masse totale (au repos) de l'assemblage est plus petite que la somme des masses des constituants (au repos) car en fait une partie de la masse des constituants est convertie en énergie de liaison, nécessaire pour assurer la cohésion de l'ensemble. On appelle ce phénomène le défaut de masse.
Ce m√™me physicien a √©tabli le lien entre la courbure de l'espace-temps et de la masse-√©nergie gr√Ęce √† la th√©orie de la relativit√© g√©n√©rale : la masse (l'inertie) de la mati√®re (ou une √©quivalence en √©nergie) courbe l'espace-temps et l'espace-temps "indique" les g√©od√©siques √† suivre, les trajectoires possibles. Ainsi, en relativit√© g√©n√©rale, la mati√®re et l'√©nergie sont regroup√©es sous la m√™me banni√®re et une fa√ßon d'en mesurer la quantit√© est d'observer la courbure de l'espace-temps qui les contient.

La matière comme support d'information

Dans l'économie moderne, on produit de plus en plus d'informations, qui sont stockées et diffusées sur des supports d'information matériels.

Les principaux supports d'information sont le papier, et, de plus en plus, les équipements électroniques qui stockent de l'information (matériels informatiques, réseaux, bases de données, systèmes de gestion électronique des documents, systèmes de gestion de contenu, ou la diffusent (réseaux).

Dans ce qu'on appelle quelquefois l'économie de l'immatériel, on fait souvent passer l'information du support papier au support électronique dans un processus appelé dématérialisation. On voit que les termes économie de l'immatériel et dématérialisation sont peu appropriés, car en réalité on ne fait que changer le support de l'information. Le nouveau support, électronique, est lui aussi matériel.

On présente quelquefois la dématérialisation comme un avantage du point de vue du respect de l'environnement et du développement durable. Mais en réalité les choses ne sont pas si simples, car l'utilisation des deux types de supports d'information consomme de l'énergie et des ressources naturelles (bois pour le papier, métaux pour les équipements électroniques) et génère des déchets (les vieux papiers et les déchets électroniques).

Le bilan global n'est donc pas si simple à établir du point de vue de l'environnement et du développement durable.

Notes et références

  1. ‚ÜĎ Un ion charg√© positivement est appel√© cation tandis qu'un ion charg√© n√©gativement est appel√© anion.
  2. ‚ÜĎ Cette dissym√©trie drastique est commun√©ment attribu√© √† une toute petite dissym√©trie originelle due aux fluctuations quantiques avant l'√©poque de l'annihilation √©lectrons-positrons.
  3. ‚ÜĎ Sur ce dernier point toutefois, les observations r√©centes du fond diffus cosmologique effectu√©es par le satellite WMAP ont mis en √©vidence que la partie principale de la densit√© d'√©nergie de l'Univers n'est pas donn√©e par de la mati√®re mais plut√īt par l'√©nergie du vide appel√©e constante cosmologique.

Voir aussi

Articles connexes

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Matière en physique et chimie

Matière et support d'information

Philosophe

  • Ne pas confondre avec Mat√©riau, qui est le type, la sorte ou la classe de mati√®re utilis√©e pour r√©aliser une pi√®ce.

Liens externes

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