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Introduction à la physique moderne
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Figure 1.1 - Constellation des satellites GPS.
(source 1 i bre : http://www.gps.gov/multimedia/images/)
appareils de mesure, de 1 'ordre de 1 OO 000 km.s1 , irréalisable expérimentalement.
Ce n'est plus le cas maintenant, au début du XXIe siècle, et ceci pour deux raisons :
• les progrès des technologies permettent maintenant de réaliser des mesures de distance et de temps d'une extrême précision: les petits écarts qui existent aux faibles
vitesses entre les prédictions « classiques » et les prédictions de la théorie de la
relativité deviennent accessibles à la mesure. L'exemple le plus frappant de cette
situation est le GPS (figure I.1 ) qui ne permet de mesurer les coordonnées précises d'un point que parce qu'il utilise pour son fonctionnement les équations de
la relativité. L'utilisation des « évidences » classiques conduirait à une erreur de
positionnement qui dépasserait rapidement plusieurs kilomètres !
• pour étudier la structure intime de la matière, les physiciens ont mis au point des
machines, comme les synchrotrons et les anneaux de stockage, qui sont susceptibles de communiquer une vitesse proche de celle de la lumière à des électrons,
des protons, des ions, de les faire interagir à très grande énergie et de caractériser
avec grande précision les phénomènes qui se produisent (figures I.2 et I.3 associées au Large Hadron Collider (LHC), le plus grand accélérateur de particules
au monde). La relativité est évidemment le cadre obligé pour la description de ces
phénomènes. La première partie de cet ouvrage, consacrée à 1 ' exposé élémentaire
des bases de la relativité, sera ainsi l'occasion d'une incursion dans la physique
nucléaire, la radioactivité et la physique des particules élémentaires.
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Figure 1.1 - Constellation des satellites GPS.
(source 1 i bre : http://www.gps.gov/multimedia/images/)
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Ce n'est plus le cas maintenant, au début du XXIe siècle, et ceci pour deux raisons :
• les progrès des technologies permettent maintenant de réaliser des mesures de distance et de temps d'une extrême précision: les petits écarts qui existent aux faibles
vitesses entre les prédictions « classiques » et les prédictions de la théorie de la
relativité deviennent accessibles à la mesure. L'exemple le plus frappant de cette
situation est le GPS (figure I.1 ) qui ne permet de mesurer les coordonnées précises d'un point que parce qu'il utilise pour son fonctionnement les équations de
la relativité. L'utilisation des « évidences » classiques conduirait à une erreur de
positionnement qui dépasserait rapidement plusieurs kilomètres !
• pour étudier la structure intime de la matière, les physiciens ont mis au point des
machines, comme les synchrotrons et les anneaux de stockage, qui sont susceptibles de communiquer une vitesse proche de celle de la lumière à des électrons,
des protons, des ions, de les faire interagir à très grande énergie et de caractériser
avec grande précision les phénomènes qui se produisent (figures I.2 et I.3 associées au Large Hadron Collider (LHC), le plus grand accélérateur de particules
au monde). La relativité est évidemment le cadre obligé pour la description de ces
phénomènes. La première partie de cet ouvrage, consacrée à 1 ' exposé élémentaire
des bases de la relativité, sera ainsi l'occasion d'une incursion dans la physique
nucléaire, la radioactivité et la physique des particules élémentaires.