Clefs n°58 Automne 2009
Clefs n°58 Automne 2009
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°58 de Automne 2009

  • Périodicité : annuel

  • Editeur : CEA

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 168

  • Taille du fichier PDF : 7,3 Mo

  • Dans ce numéro : dans les secrets de l'Univers.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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160 géantes (étoiles) : étoiles en fin de vie ayant épuisé leur hydrogènedans le cœur et brûlant de l'hydrogène dans une couche entourant celui-ci. D'autres éléments plus lourds que l'hydrogène peuvent également être en train de fusionner dans le cœur ou en couches. Le rayon de ces géantes est de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de fois le rayon solaire. gravité : phénomène par lequel un corps massif attire d’autres corps. Il relève de la gravitation qui fait que deux corps s’attirent mutuellement en fonction de leur masse et de l'inverse du carré de leur distance. grille cartésienne et de résolution uniforme : découpage de l’espace en cellules carrées ou cubiques ayant toutes la même dimension. H halo : une vaste région plus ou moins sphérique entourant les galaxies, et qui comprend de la matière noire, de vieilles étoiles, du gaz mais pas de poussière. héliosismologie : discipline qui étudie l'intérieur du Soleil par l'analyse de ses modes naturels d'oscillation. L'étude des vibrations du Soleil, qui se propagent depuis sa surface et vont se réfléchir sur les différentes couches intérieures, permet de mesurer des paramètres comme la vitesse du son ou la vitesse de rotation. L'astérosismologie étudie les mouvements sismiques des étoiles autres que le Soleil. hélium : l'élémentchimique (He) le plus léger après l'hydrogène. Son noyau est composé de deux protons et de deux neutrons pour l'hélium 4, l'isotope le plus répandu (celui de l'hélium 3 n'a qu'un seul neutron). L'hélium présent dans l'Univers a été synthétisé lors de la nucléosynthèse primordiale. Rare dans l'atmosphère terrestre, il est abondant dans les étoiles où il est le résultat de la combustion de l'hydrogène. hertz : unité de fréquence (Hz), égale à un cycle par seconde, d'un phénomène alternatif. Parmi les principaux multiples, le mégahertz (1 MHz = 10 6 Hz) et le gigahertz (1 GHz = 10 9 Hz). horizon cosmologique : terme désignant le fait qu’il peut ne pas être possible de communiquer avec des régions lointaines de l’Univers (horizon futur ou horizon des événements) ou qu’il n’a jamais été possible de recevoir de signaux de régions très éloignées (horizon passé). hydrogène : atome le plus simple, formé d'un proton et d'un électron. I instabilité de Kelvin-Helmholtz : mouvement ondulaire, turbulent, qui se développe lors de la rencontre de deux fluides de densité ou de vitesse différentes. interactions électromagnétique et faible : la théorie actuelle dit qu’il y a 4 interactions : électromagnétique(charges électriques, champs magnétiques, lumière…), faible(radioactivitébêta, réactions dans le Soleil, neutrinos, etc.), forte (cohésion des noyaux…), gravitationnelle ; les interactions électromagnétiques et faibles sont déjà unifiées par le Modèle standard. interféromètre : dispositif dans lequel les ondes électro - magnétiques peuvent se superposer. En astronomie, les modes de superposition des ondes offrent la possibilité de mesurer les dimensions angulaires d'un objet avec une très grande précision. interférométrie radio : méthode de mesure exploitant les interférences entre plusieurs ondes cohérentes entre elles ; l’interférométrie est utilisée en astronomie (optique ou radioastronomie) pour obtenir une résolution équivalente à celle d’un miroir (ou d’un radiotélescope) de diamètre égal à l’écart entre CLEFS CEA - N°58 - AUTOMNE 2009 les instruments combinés ; cela permet d’obtenir des instruments de haute résolution à partir d’un ensemble de petits télescopes, moins coûteux à fabriquer qu’un seul grand télescope. ion : atome ou molécule qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électronset se trouve ainsi électriquement chargé (cation : ion positif ; anion : ion négatif). ionisation : état de la matière où les électrons sont séparés des noyaux ; processus par lequel les ions sont produits, par collision avec des atomes ou des électrons (ionisation collisionnelle) ou par interaction avec un rayonnement électromagnétique (photoionisation). isotopes : formes d'un même élément chimique dont les noyaux possèdent un nombre de protons identique (ainsi qu’un nombre identique d’électrons gravitant autour du noyau) mais un nombre de neutrons différent. isotrope : qui présente les mêmes propriétés physiques dans toutes les directions (ant. anisotrope). J joule (J) : unité dérivée de travail, d'énergie et de quantité de chaleur du Système international. Le joule est défini comme étant le travail produit par une force de 1 newton dont le point d'application se déplace de 1 mètre dans la direction de la force ou celui fourni quand un courant de 1 ampère traverse une résistance de 1 ohm pendant 1 seconde. K kelvin : unité de température (symbole K). L’échelle kelvin a un seul point fixe qui est par convention la température thermo - dynamique du point triple de l’eau (où coexistent les phases solide, liquide et vapeur) à 273,16 K, soit 0,01 °C. 0 K = - 273,15 °C correspond au zéro absolu où toute forme de matière est figée. Kevlar : matériau polymère appartenant au groupe des fibres aramides, qui offre d’excellentes propriétés mécaniques (fort module d’Young et charge à la rupture) et une très faible conductivité thermique. L lagrangienne (nature) : méthode de description physique d’un fluide qui consiste à suivre son mouvement au cours du temps ; à l’opposé, les méthodes eulériennes décrivent l’écoulement d’un fluide autour d’un point fixe ; l’évolution de la vitesse d’un bateau qui descend une rivière est une donnée lagrangienne tandis que l’évolution du débit de la même rivière au travers d’un barrage est une donnée eulérienne. leptogenèse : mécanisme de baryogenèse dans lequel une asymétrie leptonique est formée puis partiellement convertie en asymétrie baryonique par les sphalérons. limite de Chandrasekhar : masse maximale qu’un corps céleste, formé de matière dégénérée (noyaux et électrons, par exemple une naine blanche), peut soutenir grâce à la pression de dégénérescence électronique avant de succomber à l’effondrement gravitationnel. limite de Roche : région autour de Saturne (ou de toute planète), dans laquelle toute agglomération gravitationnelle est impossible en raison des effets de marée. La limite de Roche de Saturne fait environ 140 000 km (2,5 rayons de Saturne). Édouard Roche (1820- 1883) était un astronome français. lois de Newton : ensemble de lois fondatrices de la mécanique écrites par Isaac Newton au 17 e siècle. La première loi de Newton, ou principe de l’inertie (initialement formulé par Galilée), stipule
que le centre de gravité d’un solide soumis à une force résultante nulle est soit au repos, soit animé d’un mouvement rectiligne et uniforme. La deuxième loi de Newton exprime que la somme des forces appliquées à un objet ponctuel est égale au produit de la masse de l’objet par son vecteur accélération. Enfin, la troisième loi affirme que lorsqu'un solide S1 exerce une force sur un solide S2, le solide S2 exerce sur le solide S1 une force directement opposée. En ajoutant sa loi de la gravitation universelle à ces trois lois de la dynamique, Newton fut capable de démontrer que le mouvement des planètes autour du Soleil était des ellipses. lumière Cherenkov ou Tcherenkov (du nom du physicien russe Pavel Cerenkov) : phénomène similaire à une onde de choc, produisant un flash de lumière qui a lieu lorsqu'une particule chargée se déplace dans un milieu avec une vitesse supérieure à la vitesse de la lumière dans ce milieu. C'est cet effet qui provoque la luminositébleue de l'eau entourant le cœur d'un réacteur nucléaire. luminosité (d'une étoile ou d'une galaxie) : mesure de la puissance du rayonnement lumineux d'une étoileou d'une galaxie, c'est-à-dire de l'énergie qu'elle émet en fonction du temps. Elle s'exprime en watts (W). La luminosité bolométrique correspond à la luminosité sur l'ensemble du spectre électromagnétique. Les étoiles sont classées en fonction de leur luminosité (de I à VII). Les supergéantes de classe I sont les plus brillantes, puis viennent les géantes brillantes et normales (II et III), les sous-géantes (IV), les naines ou étoiles de la séquence principale (V), les sous-naines (VI) et les naines blanches (VII). M magnétohydrodynamique (MHD) : théorie analogue à l’hydrodynamique pour les fluides neutres qui permet d'étudier le comportement aux grandes échelles d'un fluide conducteur, métal liquide ou plasma. magnétosphère : région de l'espace où le champ magnétique d'une planète domine celui du vent solaire, la protégeant des particules ionisées qui le constituent. Pour la Terre, elle se situe au-delà de l'ionosphère, à partir d'un millier de kilomètres de la surface, et s'étend jusqu'à la magnétopause qui la sépare de l'espace interplanétaire. magnitude : échelle de luminosité des objets astrophysiques. Les étoiles visibles à l’œil nu ont une magnitude généralement située entre 0 et 6. matière noire : composante majeure de l'Univers, plus de six fois plus abondante que la matière visible ordinaire, elle a pour particularité de n'émettre aucun rayonnementet de n'interagir que par l'action de la gravité. Pour découvrir sa distribution dans l'espace, les astronomes utilisent notamment la déviation de la lumière qu'elle produit (effet de lentille gravitationnelle). mégohm : unité de résistance électrique équivalant à un million d'ohms. météorite : fragment d’astéroïde ou de comète de taille variable, rocheux ou métallique, circulant dans l’espace et capable d'atteindre la surface d’un astre. micro : préfixe du millionième (10 -6). 1 micromètre (m) ou micron = 10 -6 mètre. microquasars : systèmes binaires où un objet compact (étoile à neutrons ou trou noir), accrétant la matière de son étoile compa - gnon par le truchement d'un disque d'accrétion, provoque l'éjection de jets de matière à des vitesses proches de celle de la lumière. mode de gravité : en mécanique des fluides, les ondes de gravité sont générées dans un milieu fluide (ondes internes) ou à l’interface entre deux milieux comme l’air et l’océan (ondes de surface) : c’est le cas des vagues ou des tsunamis. Dans une étoile, les modes de gravité sont des ondes stationnaires de basse fréquence dont la force de rappel est la poussée d’Archimède. modèles de matière noire minimale : modèles proposés récemment en physique des particules pour expliquer la nature de la matière noire sans l'encadrer dans des théories com plexes telles que la supersymétrie ou les dimensions supplémentaires. Modèle standard de la physique des particules : théorie qui décrit les interactions forte, faible et électromagnétique, ainsi que l'ensemble des particules élémentaires qui constituent la matière. modélisation : représentation simplifiée (modèle) d'un système ou d'un processus afin de le simuler, rassemblée dans un logiciel de calcul (souvent appelé code), sous forme d'expressions mathématiques. La taille de maille, dans l'espace et dans le temps, donne la résolution du modèle. molécule : groupe d’atomes liés par des liaisons chimiques. moment cinétique (ou angulaire) : mesure de l'énergie de rotation d'un système. multiplexage : technique consistant à faire passer deux ou plusieurs informations à travers un seul support de transmission ; elle permet de partager une même ressource entre plusieurs utilisateurs. Il existe deux techniques principales de multiplexage : temporelle et fréquentielle (ou, ce qui revient au même, en longueur d'onde). muon : nom donné à deux particules élémentaires de charge positive et négative selon le Modèle standard. Leur masse est 207 fois plus grande que celle de l’électron (c'est pourquoi on l'appelle aussi électron lourd) (105,66 MeV) et elles possèdent un spin 1/2. Les muons, tout comme les électrons, appartiennent à la même famille de fermions, les leptons. Les muons sont notés - ou + suivant leur charge électrique. N naine blanche : petite étoile de faible luminosité avec une température de surface voisine de 20 000 K. Une naine blanche est une étoile chaude, stable, équilibrée par la répulsion entre ses électrons, qui, ayant épuisé son combustible thermonucléaire, se condense. Un tel astre, disposant d’une masse approximativement égale à celle du Soleil pour un rayon cent fois plus petit, atteint une densité un million de fois plus grande. naines (étoiles) : étoiles de la séquence principale dont la classe de luminosité est V. Le Soleil, par exemple, est une naine jaune. Les naines rouges, quant à elles, très peu massives (entre 0,08 et 0,3 masse solaire) et d’une température de surface plus basse que 3 500 K, émettent peu de lumière. Leur température centrale n'est pas très élevée et la conversion de l'hydrogène en hélium s'y effectue à un rythme très lent. Il ne faut pas confondre les étoiles naines avec les naines blanches ou les naines brunes qui sont des états de l'évolution stellaire. naines brunes : elles forment une classe d'astres originale, de masse intermédiaire entre les planètes et les étoiles. En raison de leur masse trop faible, la température et la pression en leur cœur ne sont pas suffisantes pour démarrer ou maintenir les réactions de fusion thermonucléaire. nano : préfixe n du milliardième (10 -9) ; 1 nanomètre (nm)= 10 -9 mètre. nébuleuse : immense nuage de poussières et de gaz situé dans l'espace. neutralino : nouvelle particule de la supersymétrie constituée d'un mélange des partenaires supersymétriques du photon, du boson faible Z et des bosons neutres de Higgs ; il a une charge électrique nulle et une masse prévue de l'ordre de 100 gigaélectronvolts ; il est le candidat le plus étudié au rôle de matière noire. neutrino : particule élémentaire de masse très faible (longtemps supposée nulle). Les neutrinos sont émis dans les réactions CLEFS CEA - N°58 - AUTOMNE 2009 161



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