Comme on peut le voir dans le titre, dans cet article, nous essaierons de comprendre ensemble quelle est la physique des études sur les sujets. Mais pour répondre à la question dans le titre, nous devons d'abord nous poser: Quelle est la physique de la matière?
En tapant les mots sur le Web « physique de la question« Vous découvrirez qu'il s'agit d'une branche de la physique. Il étudie les propriétés physiques microscopiques de la matière.
Ce secteur de la physique est actuellement le plus grand domaine de recherche que la physique moderne a développé.
En particulier, il traite des phases condensées, caractérisées par un grand nombre de constituants du système et de leurs fortes interactions.
Un peu d'histoire
Initialement, la physique de la matière condensée provient de physique de la solide.
Était Philip Anderson (prix Nobel de physique en 1977) le terme physique de la matière condensée. C'est arrivé En 1976, renommé son groupe de recherche, précédemment dédié à l'état solide.
Par la suite dans 1978 La division de la physique de l'état solide duAmerican Physical Society il a été renommé Division de la physique de la matière condensée.
La raison de ce changement de nom est due au fait que bon nombre des théories et méthodes utilisées pour l'étude de solide Ils ont également appliqué aux systèmes liquides.
L'un des principaux exemples est représenté par électrons de mener dans un chef d'orchestre électrique Que Ils forment un type de liquide quantique avec des propriétés complètement similaires à celles des fluides constitués d'atomes.
La physique de la matière condensée est une discipline caractérisée par une forte enracinement théorique.
Le potentiel de la physique de la question
Autour du milieu des cours, les physiciens théoriques sont entrés en possession de techniques pour mettre en œuvre une puissante théorie quantique troublante de nombreux corps.
Ils ont donc commencé à l'appliquer non seulement à l'étude des solides et des fluides à basse température. Mais aussi à physique nucléaire, àélectrodynamique quantique des ensembles de particules élémentaires et même des problèmes de astrophysique.
Comme l'ensemble des neutrons à haute densité dont les pulsars sont constitués. Ou comme le liquide encore plus dense qui représente le cœur de la cosmologie de big bang.
La véritable spécialisation de ces théoriciens avait moins à voir avec le type particulier de matière soumise à leur étude qu'avec les outils mathématiques à leur disposition.
La plupart des activités de recherche dans le domaine de la matière condensée ont continué d'être dirigée vers des applications technologiques.
Les spécialistes n'ont pas traité du point de vue théorique des problèmes généraux et pas encore plus de problèmes spécifiques, tels que les propriétés d'un alliage en céramique ou en métal particulier ou un échantillon spécifique de matériau semi-conducteur.
Déjà au début des années 70 dans de nombreux secteurs, il était désormais en mesure de créer des prévisions précises sur les propriétés de nouvelles combinaisons d'atomes.
Cela signifiait qu'il pouvait être démarré pour concevoir des matériaux et des appareils solides sur demande. Seuls quelques et parmi les plus sagaci, ils ont réalisé que ces physiciens ouvraient une nouvelle ère dans l'histoire de la civilisation humaine. Ce qui serait bientôt appelé l'ère de l'information.
Quelles applications?
La physique du sujet possède le privilège d'étudier à la fois par la théorie et les simulations à la calculatrice. À travers des expériences sophistiquées, les comportements, les propriétés et les applications du sujet, composés de constituants semi-élémentaires.
Maintenant que nous connaissons l'histoire et le potentiel de cette discipline, il est spontané de demander.
Qu'étudiez-vous un physique de matière?
En fait Les phases et états infinis possibles de la question, ainsi que les structures micrométriques et nanométriques, posent des défis continus aux chercheurs.
À la fois pour le développement de nouveaux matériaux, des sources de rayonnement et des composés avec des caractéristiques et des applications innovantes. À la fois pour la compréhension fondamentale et la possibilité de changer leurs propriétés.
Les zones d'intérêt vont des systèmes étendus (solides, liquides, «matière douce» et plasmas) dans l'équilibre thermodynamique aux agrégats nanométriques de la matière et les phénomènes de non-équilibre.
La recherche dans ce domaine traite également de l'interaction du marché du marché.
Y compris les approches spectroscopiques théoriques et expérimentales innovantes, l'étude de la friction sur une échelle atomique et des phénomènes dissipatifs à travers des modèles théoriques et des simulations numériques.
La dynamique des plasmas confinés fait également partie des approches avec les faisceaux de particules et les propriétés quantiques du rayonnement. Également unis à d'autres phénomènes tels que des phénomènes cohérents – des électrons libres à « l'enchevêtrement ». Sans oublier les applications au processus quantique d'information et de métrologie quantique.
Il y a plusieurs physiciens qui étudient le nanotechnologie Et ils s'occupent donc d'assembler les atomes et les molécules pour résumer les matériaux qui remplissent la fonction des appareils.
L'objet d'étude de la physique des matériaux est également le nanolaser, les émetteurs de lumière à haute efficacité et les nouveaux matériaux pour le fotoniquela technique qui utilise la lumière pour transmettre et traiter les informations.
De plus en plus de chercheurs se consacrent à expérimenter des solutions et des matériaux technologiques pour produire, stocker et gérer l'énergie de manière durable. Un exemple est le Cellules solaires minces, flexibles et à faible coût.
La complexité de la matière condensée rend nécessaire de traduire les lois de la mécanique quantique et statistique en une forme compréhensible à une calculatrice.
Tout cela pour effectuer de véritables expériences numériques, les physiciens théoriques étudient les propriétés structurelles, mécaniques, de transport, etc. des systèmes nanostructurés. Ces systèmes sont sous l'influence des troubles et de la température structurelles et de composition.
Dans une autre perspective, nous nous concentrons sur les propriétés de systèmes ordonnés tels que les cristaux ou les supercorristines artificielles. Un exemple est la recherche sur les matériaux supraconducteurs, dans lesquels le courant circule indéfiniment sans avoir besoin d'un générateur de tension à des températures très basses.
Quand la physique rencontre l'art
Un autre domaine d'application de la physique des matériaux concerne le développement de nouvelles techniques de caractérisation non destructives des œuvres d'art ou des découvertes archéologiques.
Les exemples sont l'étude des matériaux et l'identification des pigments sur les peintures, la céramique, les manuscrits. Visant à trouver des solutions aux problèmes de restauration, de conservation, de datation et d'authentification des œuvres d'art.
La physique des matériaux est de loin le domaine de recherche plus large de la physique contemporaine. Il est également enrichi par de nombreux chevauchements avec différentes disciplines telles que la chimie, la science des matériaux, l'électronique, les nanotechnologies et l'ingénierie.
Toutes ces caractéristiques en font un sujet résolument complexe mais en même temps vraiment fascinant.
Marzia Carluccio.
