Des mesures réalisées sur des quasars (ici, en vue d’artiste) semblent montrer que la constante de structure fine est bien constante, dans le temps et dans l’espace. © Igor Zh, Shutterstock

Sciences

Constante de structure fine

DéfinitionClassé sous :physique , constante de structure fine , électromagnétisme

La constante de structure fine est l'une des constantes de la physique. C'est une constante numérique sans dimension — dont la valeur est proche de 1/137 — représentée par le symbole α (alpha).

Interactions entre lumière et matière

La constante de structure fine se place à la limite entre relativité, physique quantique et électromagnétisme. En particulier, elle caractérise la force des interactions entre lumière et matière telles que définies par la théorie de l'électrodynamique quantique. Elle gouverne ainsi la force électromagnétique, qui fonde la cohésion des atomes et des molécules en « tenant » les électrons entre eux. Elle intervient donc dans de très nombreux phénomènes physiques.

Valeur exacte de la constante de structure fine

La valeur exacte de la constante de structure fine est régulièrement revue avec l'augmentation de la précision des mesures qui peuvent être réalisées. La mesure la plus précise à ce jour a été réalisée par des physiciens français du Laboratoire Kastler Brossel (Paris).

Selon eux : α = 1/137,035 999 037 (91).

Constante de structure fine et Arnold Sommefeld

C'est le physicien allemand Arnold Sommefeld qui introduisit, pour la première fois en 1916, l'idée de l'existence d'une constante de structure fine. C'était sa manière à lui de trouver une explication aux écarts relativistes entre les raies spectrales atomiques telles que prédites par le modèle de Bohr.

Ainsi, la première interprétation physique de cette constante la rattachait à la vitesse de l'électron sur la première orbite circulaire de l'atome de Bohr relativiste et à la vitesse de la lumière dans le vide.

Interview : les constantes fondamentales pourraient-elles changer ?  Dans le domaine des sciences, il existe des constantes physiques dont la valeur numérique est fixe. Ces valeurs, indépendantes de tout autre paramètre, pourraient-elles changer au cours du temps et de l’espace ? Dans le cadre de sa série de vidéos Questions d’experts, sur la physique et l’astrophysique, l’éditeur De Boeck a interrogé Richard Taillet, chercheur au Lapth, afin qu'il nous parle plus longuement de ces constantes. 

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