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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162 thermonucléaires au sein des étoiles, et en grand nombre lors de l'effondrement gravitationnel d'une supernova. Ils sont très difficiles à observer parce qu'ils interagissent très peu avec la matière. neutron : particule électriquement neutre, 1 839 fois plus lourde qu'un électron. Les neutrons sont, avec les protons, les constituants des noyaux atomiques. nombre de Reynolds (du nom d’Osborne Reynolds, ingénieur et physicien irlandais) : nombre sans dimension utilisé en mécanique des fluides. noyau (atomique) : constituant essentiel d'un atome, chargé positivement et composé de protons et de neutrons (sauf pour l'hydrogène) auquel sont liés des électrons. noyaux actifs (de galaxies) : trous noirs de masse comprise entre plusieurs millions et plusieurs milliards de masses solaires, émettant une énorme quantité d’énergie suite à des processus complexes d’accrétion de matière et de magnétohydrodynamique relativiste. nucléons : particules constitutives du noyau atomique, liées entre elles par l'interaction nucléairefortequi en assure la cohésion. Protons et neutrons sont des nucléons. nucléosynthèse : ensemble de processus physiques responsables de la formation des noyaux atomiques. nucléosynthèse primordiale : synthèse des noyaux de deutérium, d'hélium 3, d'hélium 4 et de lithium 7 en trois minutes lorsque la température de l'Univers primordial est passée de 10 à 1 milliard de degrés. O octet : unité de mesure en informatique mesurant la quantité de données. Un octet est lui-même composé de 8 bits, soit 8 chiffres binaires. Le byte, qui est un ensemble de bits adjacents, a presque toujours une taille d'un octet et les deux mots sont généralement, mais abusivement, considérés comme synonymes. Téraoctet : 10 12. onde : mode de propagation d'un phénomène périodique vibratoire. Une onde est caractérisée par sa fréquence et par la longueur qui sépare deux maxima successifs de la vibration, appelée longueur d'onde. onde de Jeans : onde qui se propage dans un milieu, sous l’effet de sa propre gravité et comporte des régions plus denses que la moyenne du milieu. ondes d’Alfvèn (du nom de l’astrophysicien suédois Hannes Alfvèn) : ondes magnétohydrodynamiques ; dans un plasma, il s’agit d’une oscillation des ionset duchamp magnétique qui se déplace. ondes de Jeans-Toomre : ondes qui se forment quand, dans un disque, le matériau commence à s’agglomérer sous l’effet de sa propre gravité. Elles s’appellent ainsi d’après le no m des deux théoriciens qui, la première fois, ont décrit analytiquement ces structures. opacité : capacité de la matière à absorber les rayonnements. oscillation acoustique baryonique : pendant une longue période de l’histoire de l’Univers, les baryons et les photons sont en interaction ; il en résulte des oscillations comme celles de deux masses attachées par un ressort ; ces oscillations apparaissent dans la répartition de la matière dans l’Univers. P paire d’électrons-trous : dans un semi-conducteur, une partie de l’énergie déposée par un photon sert à arracher des électrons liés aux atomes dans la bande de valence pour les transférer comme électrons libres dans la bande de conduction. Un électron arraché laisse une vacance dans le cortège électronique de l’atome CLEFS CEA - N°58 - AUTOMNE 2009 ou « trou » ; il faut une énergie minimum pour créer une paire d’électrons-trous de l’ordre de 1,1 eV pour le silicium. parité de Kaluza-Klein : numéro quantique supplémentaire lié à la conservation de l'impulsion 5-dimensionnelle, introduit dans les théories avec dimensionssupplémentaires ; il vaut +1 pour toutes les particules de la matière ordinaire et -1 pour les copies extra-dimensionnelles ; il doit être conservé dans tous les processus ; en conséquence, une particule de Kaluza-Klein ne peut pas se désintégrer dans des particules ordinaires : le processus de désintégration aurait une particule de parité de KK égal à -1 comme état de départ mais un ensemble de particules de parité de KK égal à +1 comme état d'arrivée, ce qui est interdit par la loi de conservation. parsec (pc) : unité de longueur définissant la distance pour laquelle une unité astronomique (1ua), qui est égale à la distance entre la Terre et le Soleil, soit environ 150 millions de kilo mètres, est vue sous un angle de 1 seconde d'arc. 1 pc = 206 265ua = 3,26 années-lumière. pas de temps : étape de base d’une simulation numérique calculant l’évolution temporelle d’un système ; en partant d’un état initial, le programme calcule l’état du système au bout d’une durée relativement courte, ou « pas de temps », puis réitère le processus pour le « pas de temps » suivant. photolithographie : procédé technologique permettant la fabrication de pixels à la surface d’un substrat semi-conducteur. photométrie : mesure de l'intensité d'une source lumineuse. photon : quantum (unité indivisible) d'énergie du rayonnement électromagnétique. Particule élémentaire, sans masse ni charge électrique, associée à un tel rayonnement. photosphère (solaire) : surface visible du Soleil, marquant la frontière entre la zone opaque sous-jacente et la périphérie transparente. photovoltaïque : effet qui permet de convertir directement la lumière en électricité par le biais de la production et du transport de charges électriques dans un matériau semi-conducteur comportant une partie présentant un excès d'électronset une autre un déficit. pixel : unité de surface permettant de définir la base d'une image numérique. Son nom provient de la locution anglaise picture element, qui signifie « élément d'image » ou « point élémentaire ». planète : corps céleste non lumineux par lui-même et gravitant autour d’une étoile. planétésimaux : petits corps rocheux du système solaire primordial qui se sont agglomérés pour former des planètes, leurs satellites et les astéroïdes. plasma : gaz porté à une température telle que les atomes s'ionisent. Ses propriétés sont déterminées par les forces électromagnétiques parmi ses constituants (ionset électrons) d'où différents types de comportement. Considéré sur Terre comme le quatrième état de la matière, il en est dans l'Univers la forme principale. points de Lagrange : du nom du mathématicien et astronome français d'origine italienne Joseph-Louis Lagrange (1736-1813), qui a déduit mathématiquement qu’un couple d’astres en interaction gravitationnellepossédait dans son voisinage cinq points d’équilibre ou points de Lagrange (L1 à L5). En ces points, les forces de gravitation de deux corps (les deux astres) alliées à la force centrifuge peuvent maintenir en équilibre un troisième corps placé sur le même plan orbital à condition que sa masse soit largement inférieure à la leur. De nombreux satellites se trouvent ainsi au point de Lagrange L1, situé entre le Soleil et la Terre, à 1,5 million de kilomètres de cette dernière. Le point de Lagrange L2, également situé à 1,5 million de kilomètres de la Terre, est symétrique de L1 par rapport à la Terre.
polarimétrie : science de la mesure de la polarisation de la lumière. polarisation : en électromagnétisme, l’état de polarisation d’une onde est caractérisé par la façon dont évolue le champ électrique (et le champ magnétique) dans le plan d’onde, plan perpendiculaire à l’axe de propagation de l’onde. La figure décrite par le champ électrique peut être alors : un segment de droite, cas de la polarisation rectiligne ; une ellipse, cas de la polarisation elliptique ; un cercle, cas de la polarisation circulaire. polarisé : dont le vecteur de champ électrique décrivant une vibration électromagnétique se situe dans un plan défini. polyéthylène : un des polymères les plus simples (plastique inerte) qui appartient à la famille des polyoléfines. primordial : qui correspond à la phase de l'évolution cosmique très dense, très chaude et très courte (quelques minutes) au cours de laquelle ont été fabriqués les éléments les plus légers de l'Univers (deutérium, hélium). principe anthropique : l’Univers doit être tel que l’existence d’observateurs est permise ; en particulier, les constantes de la nature, comme la constante de structure fine, ne peuvent que peu différer de leurs valeurs mesurées sous peine d’interdire l’existence des noyaux atomiques, des atomes, etc., rendant ainsi impossible la présence d’observateurs ; appliqué à la constante cosmologique, l’existence des galaxiesimplique que celle-ci est forcement bornée par 100 fois la valeur de l’énergie des constituants de l’Univers actuel. principe cosmologique : l’Univers est isotrope et homogène ; l’isotropie signifie qu’aucune direction n’est privilégiée ; l’homogénéité correspond à l’absence de point particulier dans l’Univers ; le principe de Copernic énonce que la Terre n’a pas de position privilégiée dans l’Univers. principe de moindre action et lagrangien : en optique, les rayons lumineux obéissent au principe de Fermat selon lequel ils minimisent le chemin optique entre deux points ; les théories de particules suivent le même schéma ; dans ce cas, le mouvement des particules (ou de leurs champs associés) extrémisent l’action de la particule qui n’est autre que l’intégrale (au sens mathématique) du lagrangien. proton : particule constitutive du noyau atomique(nucléon) portant une charge électrique positive égale et opposée à celle de l’électron. Un proton est 1 836 fois plus lourd qu'un électron. pulsar (depulsating radio source):étoile à neutrons, tournant très rapidement sur elle-même, émettant un fort rayonnement électromagnétique dans la direction de son axe magnétique. Q quantique : qui relève de la théorie développée à partir du principe des quanta de Planck (toute manifestation de l'énergie ne peut s'exprimer que par une valeur discrète (discontinue) appelée quantum (unité indivisible)) et du principe d'incertitude d'Heisenberg selon lequel il n'est pas possible de mesurer en même temps avec précision la position et la vitesse d'une particule. quasars : objets extrêmement lumineux situés au centre de certaines galaxies, compacts et pleins d'énergie. Les quasars très lointains témoignent des premiers âges de l'Univers. R radiateur passif : refroidisseur entièrement passif utilisant les échanges radiatifs (échange de chaleur par rayonnement avec une source à température plus froide). radiation : énergie émise sous forme de rayonnement. radiative (région ou zone) : zone proche du cœur, où le gaz est fortement ionisé et l'énergie transportée par diffusion des photons. radioactivité naturelle : radioactivité due à des sources non produites par des activités humaines (radon, rayonnement cosmique). rayonnement cosmique : flux de particules chargées (protons, noyaux d’hélium et d’éléments lourds) traversant l'espace interstellaire à des vitesses relativistes. relativiste : se dit de phénomènes impliquant des vitesses proches de celle de la lumière. La matière est dite relativiste lorsque la vitesse avoisine celle de la lumière. résolution angulaire : plus petite séparation angulaire entre deux objets, qui caractérise en particulier l'aptitude d'un système optique à distinguer ou à reproduire les détails d'une scène ou de son image. Elle s'exprime en minute d'arc ou en seconde d'arc, chaque minute d'arc étant divisée en soixante secondes d'arc. R-parité : numéro quantique supplémentaire introduit en supersymétrie. Il vaut +1 pour toutes les particules de la matière ordinaire et il vaut -1 pour les partenaires supersymétriques. Il doit être conservé dans tous les processus. En conséquence, une particule supersymétrique ne peut pas se désintégrer dans des particules ordinaires : le processus de désintégration aurait une particule de R-parité égal à -1 comme état de départ mais un ensemble de particules de R-parité égal à +1 comme état d'arrivée, ce qui est interdit par la loi de conservation. S séquence principale : région du diagramme de Hertzsprung- Russell où se trouvent regroupées les étoiles dont la source d'énergie est la fusion de l'hydrogène en hélium : parmi elles, le Soleil actuel. Les étoiles d'une composition chimique donnée s'installent en fonction de leur masse sur une ligne appelée séquence principale d'âge zéroou ZAMS (Zero Age Main Sequence). signal stochastique : signal aléatoire variant dans le temps. Il se rencontre dans beaucoup de domaines : en physique, en électronique, en chimie et même en musique. Les bulles convectives à la surface d’une étoile excitent stochastiquement les ondes qui se propagent. simulation numérique : reproduction par le calcul du fonctionnement d’un système, préalablement décrit par un modèle ou un ensemble de modèles. Soleil : étoile moyenne de type spectral G2V, située au cœur de la séquence principale du diagramme de Hertzsprung-Russell. Il est âgé de 4,6 milliards d'années. Son rayon est de 700 000 km, sa masse d'environ 210 30 kg, et sa température de surface atteint 5 770 K. Sa luminosité est de 3,810 26 watts. La distance entre la Terre et le Soleil est voisine de 150 millions de km, soit 1 unité astronomique (ua). spectre CMB (pour Cosmic Microwave Background ou fond diffus à micro-ondes) : le fond diffus cosmologique est le nom donné au rayonnement électromagnétiqueissu de l'époque dense et chaude peu après le big bang ; bien qu'issu d'une époque très chaude, ce rayonnement a été dilué et refroidi par l'expansion de l'Univers et possède désormais une température très basse de 2,726 K ; la mesure précise de ses propriétés par le satellite WMAP (pour Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) a permis de contraindre de façon très précise les paramètres de l'évolution de l'Univers. spectromètre à résonance : cet instrument a été inventé pour étudier les déplacements en vitesse des couches superficielles de l’atmosphère solaire. Appliqué à des raies bien connues en laboratoire (sodium, potassium, fer, nickel), il a l’avantage de fournir des précisions atomiques. spectrométrie dispersive en énergie : spectrométrie réalisée au niveau du détecteur sans nécessité d’utiliser un dispositif optique comme des réseaux ou des cristaux de Bragg ; l’énergie se mesure en inventoriant le nombre de paires d’électrons-trous, de photons de scintillation, de paires d’électrons-ions créées CLEFS CEA - N°58 - AUTOMNE 2009 163



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