Capsule de physique No1

De quoi est faite la matière?

La première question que j’aborderai est donc la matière : de quoi est faite la matière ? Tu parles d’une question, me direz-vous, la matière est la matière, ne cherchons pas midi à quatorze heures !

Bon, reprenons la question autrement :

-De quoi est faite la table sur laquelle est posé votre ordinateur ?
-De bois, dites-vous ?
-Très bien.
-Et de quelle sorte de bois ?
-De pin.
-Parfait. Nous savons donc que votre table a été fabriquée avec un matériau qui est du pin. Et ce pin, d’où vient-il ?
-De la forêt où il a poussé.
-Et comment s’y est-il pris pour pousser ?
-Eh bien, une graine s’est sans doute échappée d’une cocotte de pin et a germé à proximité de son pin géniteur.
-Bien. Maintenant, poussons plus loin notre enquête : comment une toute petite graine de pin a-t-elle pu générer l’immense arbre qu’on a coupé et façonné pour en faire votre table d’ordinateur ?
-Sans doute parce que la petite graine de pin a su puiser dans le sol et dans l’air les nutriments nécessaires à sa croissance.
-Voilà qui est bien dit. Mais par quelle opération magique, ces nutriments (oxygène, calcium, fer, etc.) ont-ils pu devenir arbre ? Je ne peux pas transformer mon stylo en torche électrique, n’est-ce pas ? À moins d’être un excellent magicien ou un thaumaturge comme Jésus-Christ qui, à ce qu’on dit, pouvait transformer l’eau en vin. Alors comment ces nutriments peuvent-ils devenir arbre ?
- ???
-Ce n’est pas d’hier que l’homme se pose ce genre de questions. Déjà, dans l’Antiquité, les philosophes grecs (Parménide, Platon, Aristote, Empédocle, Anaxagore, etc.) se posaient la question : comment l’herbe que mange le lapin peut-elle devenir lapin ? C’est finalement Démocrite qui a trouvé la réponse : tout ce qui existe est fait de petites particules interchangeables : les atomes. Ils sont la menue monnaie de l’univers. Ce sont les pièces d’un immense meccano que l’on peut combiner de diverses façons pour fabriquer tantôt une maison, tantôt un cheval. C’est ainsi que l’herbe peut se changer en chair de lapin et que les nutriments dans le sol et dans l’air peuvent devenir arbre.

Mais les atomes, dont Démocrite avait eu l’intuition, existent-ils vraiment ? Au XIXe siècle, on en doutait encore. Ce n’est qu’au début du XXe siècle, grâce particulièrement aux travaux de Jean Perrin, que la réalité des atomes a pu être prouvée. Ainsi donc l’atome est la réponse à notre question : de quoi sont faites votre table d’ordinateur et, plus généralement, toute la matière connue, des étoiles jusqu’aux pucerons.

En ce début du XXe siècle, l’atome est perçu comme la réalité ultime de la matière : il est insécable et on ne peut aller plus loin dans l’infiniment petit. Tout allait bientôt profondément changer.

À force de scruter l’atome, on découvre qu’il comporte un noyau autour duquel pirouettent et gigotent d’infiniment petites choses : les électrons. Et on n’est pas au bout de nos surprises. Le noyau lui-même est composé de deux particules : des protons et des neutrons. Est-on enfin arrivé à l’ultime réalité des choses, aux plus petites particules imaginables ?

C’est ce que nous saurons dans le prochain épisode de notre palpitante et aventureuse descente au cœur de la matière.