« La cinquième force de la nature bientôt découverte ? »

Des physiciens affirment que l’existence de la cinquième force de la nature, qui pourrait nous aider à résoudre le mystère de la matière noire, sera sans doute démontrée dans un avenir proche.

Rappelons que dans la nature, il existe quatre types d’interactions fondamentales, à savoir forte, faible, électromagnétique et gravitationnelle.

La force électromagnétique:

Le concept de champ électromagnétique a été forgé au XIXe siècle pour décrire de manière unifiée les phénomènes électriques et magnétiques. Des phénomènes tels que l’induction montrent en effet que les champs électrique et magnétique sont liés : un champ magnétique variable engendre un champ électrique, et réciproquement un champ électrique variable est source d’un champ magnétique. Alors qu’en électrostatique et en magnétostatique ces deux champs sont simplement des intermédiaires de calcul utiles pour déterminer les forces entre particules chargées, le champ électromagnétique est un véritable système physique doté d’une énergie et d’une impulsion ainsi que d’une dynamique propre.
L’électromagnétisme se base sur une théorie de l’électrodynamique pour décrire le couplage entre le champ électromagnétique et le système mécanique que sont les charges électriques. L’électrodynamique classique utilise par exemple un faible nombre d’équations fondamentales de Maxwell et Lorentz.

La force gravitationnelle:

La loi de la gravitation de Newton, élaborée à la fin du XVIIe siècle, demeure cependant une excellente approximation dans la plupart des cas.
La constante sera notée g (pesanteur) et sa valeur déterminée expérimentalement : g = 9,81 m·s-2.(Terre).
La gravitation est le phénomène d’interaction physique qui cause l’attraction réciproque des corps massifs entre eux, sous l’effet de leur masse. Il s’observe au quotidien en raison de l’attraction terrestre qui nous retient au sol. La gravité est responsable de plusieurs manifestations naturelles : les marées, l’orbite des planètes autour du Soleil, la sphéricité de la plupart des corps célestes en sont quelques exemples. D’une manière plus générale, la structure à grande échelle de l’univers est déterminée par la gravitation.

L’intéraction forte

L’interaction forte, ou force forte est, avec la force de gravitation, la force électromagnétique, et l’interaction faible, une des quatre interactions fondamentales de la physique. Seuls les quarks et les antiquarks sont affectés par cette force qui est portée par des bosons appelées gluons (de la même façon que la force électromagnétique est portée par les photons). Cette force forte maintient les quarks ensemble pour former les baryons, tels que les protons ou les neutrons et pour former les mésons, tels les pions ou les kaons. Tous les ensembles de quarks (i.e. les baryons et les mésons) sont nommés hadrons.
Un effet dérivé de la force forte est responsable de la cohésion des nucléons (protons et neutrons) au sein du noyau de l’atome. Un autre effet dérivé est la cohésion même du noyau atomique.

L’intéraction faible

La force faible ou interaction faible est l’une des quatre forces fondamentales de la nature, les trois autres étant la force de gravitation, la force électromagnétique, et l’interaction forte. L’interaction faible est responsable de la désintégration β. Elle est portée par les bosons W (W+ et W-) et Z (Z0).

L’interaction faible met en jeu :
les neutrinos
les leptons chargés
les quarks
L’interaction faible permet à tous les leptons et les quarks d’échanger de l’énergie, de la masse et de la charge, leur permettant de changer de famille et de saveur(caractéristique permettant de distinguer différents types de leptons et de quarks, deux sous-familles des fermions).

Cependant, certains physiciens suggèrent qu’il existe aussi un cinquième type d’interaction, pour le moment purement hypothétique, dont l’existence relève du « boson X protophobique ».

À en croire les scientifiques, cette particule formerait la matière noire dans son intégralité et permettrait d’expliquer les anomalies accompagnant la transition énergétique de l’isotope béryllium-8.

Il est à noter que ces anomalies ont été observées par deux laboratoires indépendants, en Hongrie et aux Etats-Unis. Toujours est-il que l’existence du boson X protophobique n’a pas été confirmée jusqu’alors.

Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue Physical Review Letters.

Sources Sources

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