vide. n.m. PHYSIQUE : espace dépourvu de matière. Notre compréhension

vide. n.m. PHYSIQUE : espace dépourvu de matière. Notre compréhension de la nature du vide a beaucoup évolué avec les progrès de la physique. Pour les physiciens du XIXe siècle, le fait que la gravitation et les forces électromagnétiques puissent s'exercer à distance impliquait la présence d'un milieu particulier, appelé l'éther, qui pénétrait toute chose. Le vide idéal n'existait donc pas. Il fallut la théorie de la relativité pour que la notion d'éther soit définitivement abandonnée et pour que soit considérablement enrichi le concept de vide. La théorie quantique du champ électromagnétique conduit par exemple à caractériser le vide comme un état dans lequel existe un champ électromagnétique fluctuant, nul en valeur moyenne, mais d'énergie non nulle. L'interaction d'un atome avec ces « fluctuations du vide » est à l'origine de son émission spontanée et de petits déplacements de ses niveaux d'énergie, dont la mesure, en parfait accord avec les prédictions théoriques, constitue l'une des vérifications les plus probantes de l'électrodynamique quantique. Le terme « vide » qui, au sens strict, qualifie une région de l'espace totalement dépourvue de matière, est fréquemment utilisé dans un sens plus large pour désigner le domaine des pressions inférieures à la pression atmosphérique. Les pressions sont fréquemment mesurées en torr (de Torricelli, l'inventeur du baromètre à mercure), bien que l'unité reconnue par les normes internationales soit le pascal, équivalent d'une force de 1 newton appliquée sur une surface de 1 m 2. Une pression de 1 atmosphère correspond, dans les conditions normales, à 760 torrs ou à 105 pascals. Il existe de nombreux types de pompes à vide. Les plus répandues sont la pompe à palette et la pompe à diffusion de vapeur d'huile. La pompe à palette est une pompe mécanique où le gaz à pomper est comprimé par l'action d'une palette dans le volume compris entre un rotor excentré et un stator. Son vide limite est de l'ordre de 10 2 torrs. La pompe à diffusion met en jeu un jet de vapeur d'huile qui entraîne les molécules de l'enceinte à pomper vers l'entrée d'une pompe primaire. Les progrès récents dans le domaine des huiles à très faible pression de vapeur saturante permettent l'utilisation de ces pompes jusque dans le domaine de l'ultravide (p < 10 9 t orrs) lorsqu'elles sont utilisées avec un piège à azote liquide. Sont également très répandues les pompes turbomoléculaires, où les pales d'une turbine tournant à grande vitesse communiquent aux molécules une énergie cinétique dans une direction préférentielle ; les pompes ioniques, où le gaz est d'abord ionisé, puis piégé dans une électrode par l'action d'un champ électrique, les pompes cryogéniques, où l'on joue sur le fait que la pression de vapeur des gaz est très faible à basse température. Les pressions les plus basses que l'on sache produire sont de l'ordre de 10 - 11 torrs. Dans ces conditions, il subsiste environ 300 000 molécules dans un volume de 1 cm3. Le libre parcours moyen, c'est-à-dire la distance moyenne parcourue par une molécule entre deux collisions avec d'autres molécules, est alors de l'ordre de 5 000 km. Les développements des techniques de production et de mesure du vide ont été souvent à l'origine de progrès importants en physique fondamentale. Ces techniques ont rendu possibles la liquéfaction des gaz et la production des basses températures, ainsi que l'observation des très nombreux phénomènes physiques qui ne peuvent se produire qu'en atmosphère raréfiée. L'observation de décharges électriques dans les gaz à faible pression a, par exemple, permis d'étudier l'ionisation des gaz. Les nombreuses techniques qui font appel aux faisceaux de particules (électrons, protons, neutrons, ions, etc.) dont les libres parcours moyens sont très petits à la pression atmosphérique ne doivent également leur existence qu'à la maîtrise de ces techniques du vide. L'avènement de l'ultravide, en permettant de produire des surfaces parfaitement propres, est à l'origine de l'essor récent de la physique des surfaces. Les techniques du vide sont aujourd'hui devenues indispensables pour les applications les plus diverses, de la fabrication des composants de la microélectronique jusqu'aux procédés de lyophilisation de certains aliments. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats champ - 2.PHYSIQUE éther - 1.HISTOIRE gravitation Pascal Blaise pompe à vide sciences (histoire des) - La lumière - Descartes et Newton : lumière et vide