MOUVEMENT BROWNIEN

Source: http://www.peiresc.org/DINER/Lexique.pdf

 

Mouvement désordonné de petites particules en suspension dans un liquide ou un gaz, qui se produit sous l'effet des chocs des molécules environnantes. Découvert par le botaniste anglais R. Brown en 1827, la théorie en a été donnée par A. Einstein en 1905 en se fondant sur l'hypothèse des chocs moléculaires. La vérification expérimentale de la théorie d'Einstein par J. Perrin en 1907, comportant la détermination du nombre d'Avogadro, a constitué la première preuve irréfutable de l'existence réelle des atomes et des molécules. « Les atomes existent puisqu'on peut les compter » s'est exclamé H. Poincaré. La trajectoire d'une particule soumise au mouvement brownien est hautement complexe et enchevêtrée. Elle est une image saisissante de la réalisation d'un processus aléatoire et reflète le type de hasard qui intervient dans le mouvement des atomes et des molécules. Les théories du mouvement brownien sont des théories générales du mouvement d'une particule sous l'effet d'une force aléatoire. Il est d'usage de scinder cette force en deux parties dont l'une dépend du mouvement de la particule et l'autre pas : sa moyenne statistique, qui s'identifie à une force de frottement et une partie fluctuante, à moyenne nulle, où se concentre l'aspect aléatoire. Entre frottement dissipatif et fluctuations s'établit une relation dite de fluctuation-dissipation. C'est la même force aléatoire qui cause le mouvement erratique de la particule qui s'opposerait à son mouvement si elle était poussée dans le liquide. La première relation de ce type a été établie par Einstein pour le mouvement brownien lorsqu'il a montré que le coefficient de diffusion qui caractérise l'aspect aléatoire est proportionnel à la viscosité du milieu qui traduit le frottement. Cette séparation d'un même phénomène en deux termes a pour but de donner une interprétation physique à chacun des termes. Elle va jouer un grand rôle dans l'application de la théorie du mouvement brownien au mouvement d'une particule chargée dans son propre champ électromagnétique (réaction de rayonnement), en particulier dans les travaux fondateurs de la théorie quantique d'Einstein sur le rayonnement du corps noir.