Interactions fondamentales

Dans l'Univers, tous les phénomènes physiques, de la chute d'une pomme à la cohésion des noyaux atomiques, sont régis par quatre interactions fondamentales. Ces interactions ne sont pas de simples forces de contact, mais des actions à distance entre particules. Elles expliquent la structure de la matière à toutes les échelles. On distingue l'interaction gravitationnelle, l'interaction électromagnétique, l'interaction forte et l'interaction faible. Chacune possède une portée, une intensité relative et un rôle spécifique.

L'interaction gravitationnelle est une attraction mutuelle entre tous les corps possédant une masse. Elle est décrite par la loi de Newton. Sa portée est infinie, mais son intensité est extrêmement faible comparée aux autres interactions. C'est elle qui maintient les planètes en orbite autour du Soleil et qui nous retient au sol. Elle est toujours attractive, jamais répulsive. À l'échelle des particules, elle est négligeable.

L'interaction électromagnétique agit entre particules chargées électriquement. Elle peut être attractive (charges opposées) ou répulsive (charges de même signe). Sa portée est infinie, comme la gravitation, mais elle est beaucoup plus intense. Elle est responsable de la cohésion des atomes, des molécules et de la lumière. La loi de Coulomb décrit la force entre deux charges ponctuelles immobiles.

L'interaction forte assure la cohésion du noyau atomique en liant les protons et les neutrons entre eux. Elle est la plus intense des quatre interactions, mais sa portée est très courte (de l'ordre du femtomètre). L'interaction faible est responsable de certains types de radioactivité, comme la désintégration bêta. Sa portée est encore plus courte et son intensité est intermédiaire. Ces deux interactions agissent à l'échelle subatomique.