Le monde des particules élémentaires et de leurs interactions est décrit par ce qu'on appelle le Modèle Standard. L'auteur rappellera les propriétés des constituants de la matière, et les mystères qui demeurent, en particulier concernant leurs masses. Les grands principes d'invariance qui sont à la base du Modèle Standard seront expliqués. Conduisant à un monde de particules de masse nulle, ils doivent être complétés par un mécanisme de génération de ces masses, comme le mécanisme de Higgs. Ce mécanisme sera décrit, en s'appuyant sur diverses analogies avec des effets plus familiers. Les propriétés du vide quantique seront progressivement dégagées et la notion d'évolution, avec l'énergie, des grandeurs décrivant particules et interactions apparaîtra. L'extension du Modèle Standard à sa version super symétrique sera présentée, ainsi que la compréhension accrue qu'il apporte. Des solutions alternatives seront mentionnées. Les recherches du boson de Higgs, ou des effets liés à un mécanisme de ce genre, faites actuellement au LEP et à venir au LHC, seront décrites. Quelques spéculations plus lointaines seront brièvement évoquées.
Mot(s) clés libre(s) : boson de Higgs, fermion, interactions fondamentales, lepton, modèle standard, neutrino, particule élémentaire, physique des particules, quark, spin, supraconductivité

En principe, une particule élémentaire est un constituant de la matière (électron par exemple) ou du rayonnement (photon) qui n'est composé d'aucun autre constituant plus élémentaire. Une particule que l'on croit élémentaire peut par la suite se révéler composée, le premier exemple rencontrée ayant été l'atome, qui a fait mentir son nom dès le début du XXe siècle. Nous décrirons d'abord l'état présent des connaissances, résultat des quarante dernières années de poursuite de l'ultime dans la structure intime de la matière, de l'espace et du temps, qui ont bouleverse notre vision de l'infiniment petit. Puis, nous essaierons de conduire l'auditeur dans un paysage conceptuel d'une richesse extraordinaire qui nous a permis d'entrevoir un peuple d'êtres mathématiques - déconcertants outils permettant d'appréhender des réalités inattendues - et dans lequel de nombreuses régions restent inexplorées, où se cachent sans doute des explications sur la naissance même de notre univers.
Mot(s) clés libre(s) : boson, gravitation, infiniment petit, interactions fondamentales, lepton, modèle standard, neutrino, particule élémentaire, physique des particules, quark, supersymétrie, symétrie brisée, théorie des cordes, théorie quantique des champs

Un regard sur le futur : pouvons-nous comprendre l'infiniment grand à partir de l'infiniment petit ? Les dernières décennies du siècle ont été témoin de progrès extraordinaires dans notre compréhension des constituants ultimes de la matière et des forces qui agissent sur eux. Grâce à l'effort de nombreux scientifiques, nous sommes parvenus à élaborer une « théorie standard » qui décrit et explique tous les phénomènes ainsi observés au coeur du monde des particules élémentaires. Avec la théorie standard, nous pouvons retracer l'histoire de l'Univers en remontant dans le temps, jusqu'à quelques fractions de milliards de secondes après le Big Bang, à un moment où la température de l'Univers s'élevait à un million de milliards de degrés centigrade. A cette époque le plasma primordial qui constituait l'Univers était peuplé de particules que nous ne pouvons produire aujourd'hui seulement dans les accélérateurs de particules les plus puissants en Europe et aux USA. L'évolution de l'Univers a été profondément affectée par les phénomènes qui se déroulèrent alors, et même avant. Ainsi la compréhension des constituants fondamentaux et de leurs interactions est cruciale pour saisir la distribution sur une grande échelle des galaxies, la matière et l'énergie qui le composent, et sa destinée finale. Malgré les progrès, des éléments importants de la microphysique sont encore à l'Etat d'hypothèse. L'existence et les propriétés du « boson de Higgs » ou la nature de la « matière noire » qui constitue l'essentiel de la masse de l'Univers devront être éclaircis par le LHC (Large Hadron Collider), une machine révolutionnaire qui mènera l'Europe à la frontière des hautes énergies. Le LHC est actuellement en construction au CERN (conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) à Genève, dans le cadre d'une collaboration internationale, et devrait entrer en activité en 2007. Le LHC et les machines qui succèderont éclaireront plusieurs aspects fondamentaux de notre monde, comme l'existence de dimensions additionnelles à l'espace et aux temps et permettront la synthèse de la Mécanique Quantique et de la Relativité Générale, le problème théorique le plus profond de notre époque.
Mot(s) clés libre(s) : astrophysique, Big Bang, boson de Higgs, collisionneur, cosmologie, courbure spatiale, gravité quantique, infiniment petit, interaction fondamentale, matière noire, modèle standard, particule élémentaire, physique des particules, quark, structure atomique

(Exposé en langue Anglaise.)Dans cet exposé, je vais expliquer que l'univers gigantesque dans lequel nous vivons abrite un nombre incroyable de minuscules univers : les atomes. Ils présentent une structure extrêmement riche qui a permis aux physiciens d'exercer leur sagacité durant tout le siècle précédent. Le sujet de cet exposé est cet univers microscopique que l'on trouve à l'intérieur des atomes mais il est intimement relié à l'univers macroscopique qui nous est rendu plus familier par les images des médias comme celle de la conquête spatiale.
Mot(s) clés libre(s) : accélérateur de particule, atome, boson de Higgs, cosmologie, hadron, interaction fondamentale, lepton, modèle standard, neutrino, particule élémentaire, physique des particules, quark, structure atomique, théorie de Yang-Mills, univers

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Mot(s) clés libre(s) : boson, espace-temps, fermion, interaction fondamentale, matière noire, modèle standard, particule élémentaire, physique des particules, supersymétrie, symétrie, symétrie de jauge, théorie de la relativité, univers

La prise en compte des propriétés de symétrie (ou d'invariance) est un fil conducteur qui parcourt toute l'histoire de la physique moderne, de Galilée et Newton à l'unification des interactions fondamentales... Un lien vers un cours de Gilles Cohen-Tannoudji.
Mot(s) clés libre(s) : modèle standard, symétries, symétrie, interactions fondamentales, supersymétrie, principe de moindre action, loi de conservation, mécanique classique, mécanique quantique, mécanique lagrangienne, mécanique statistique, mécanique relativiste, formulation lagrangienne, invariance de jauge

Deuxième article du dossier « Les multiples visages de l'énergie ». Dans la perspective des applications, rappel des principes physiques fondamentaux associés au concept d'énergie. Revue de quatre catégories d'idées sur lesquelles s'appuient toutes les applications pratiques de l'énergie : le premier et le deuxième principe, la thermodynamique hors d'équilibre et la classification issue de la microphysique.
Mot(s) clés libre(s) : énergie, énergétique, thermodynamique, conservation de l'énergie, entropie, premier principe, deuxième principe, équilibre thermodynamique, système isolé, transfert d'énergie, transformation, joule, watt, réversibilité, irréversibilité, désordre, interaction fondamentale