- Solides :
Caractéristiques:
a) Forme et volume définis.
b) De fortes forces intermoléculaires (liaison électrostatique, covalente, métallique) maintiennent les particules ensemble.
c) Les particules (ions, atomes ou molécules) sont étroitement emballées et disposées de manière dense avec une énergie cinétique minimale.
d) Incompressible.
e) Mouvement moléculaire limité.
f) Points de fusion et points d'ébullition élevés.
Exemples :Glace, sel de table, bois, métaux.
- Liquides :
Caractéristiques:
a) Volume défini mais pas de forme définie (prend la forme du récipient).
b) Forces intermoléculaires plus fortes que dans les gaz mais plus faibles que dans les solides.
c) Les particules sont très proches mais pas aussi serrées que dans les solides.
d) Mouvement moléculaire important :les particules circulent et glissent les unes sur les autres.
e) Généralement incompressible.
f) Une tension superficielle et une action capillaire se produisent.
Exemples :Eau, huile, lait, miel.
- Gaz :
Caractéristiques:
a) Pas de forme ni de volume défini (occupent tout le volume de leur contenant).
b) Forces intermoléculaires très faibles (négligeables sauf cas particuliers).
c) Les particules (atomes ou molécules) sont libres de se déplacer rapidement avec une énergie cinétique élevée.
d) Large séparation entre les particules.
e) Densités extrêmement faibles et compressibles.
f) Les gaz se diffusent, se dilatent et se contractent facilement.
Exemples :Air, hélium, azote, oxygène.
- Plasma :
Caractéristiques:
a) Souvent appelé le quatrième état de la matière.
b) Se produit à des températures extrêmement élevées (trouvées dans les étoiles, les réacteurs à fusion) ou dans des régions à basse température exposées à des énergies spécifiques.
c) Les électrons sont retirés des atomes, formant une soupe d'ions chargés positivement et d'électrons libres chargés négativement.
d) Les particules chargées sont très énergétiques et libres de se déplacer, générant des effets électriques et magnétiques.
e) Gaz partiellement ou totalement ionisé avec une conductivité électrique élevée et des interactions à longue portée.
Exemples :étoiles, vents solaires, enseignes au néon, écrans plasma.
- Condensat de Bose-Einstein (BEC) :
Caractéristiques:
a) État quantique de la matière obtenu en refroidissant certains matériaux à des températures extrêmement basses (proches du zéro absolu).
b) Les atomes se comportent comme une seule entité cohérente, perdant leur individualité et occupant le même état quantique.
c) Les ondes de matière se chevauchent, créant un superfluide sans viscosité et sans résistance à l'écoulement.
d) Présente des phénomènes uniques comme les interférences et les transitions de phase.
e) Trouvé dans les atomes ultrafroids, comme le rubidium et le lithium.
Exemples :Nuages atomiques dans des laboratoires de recherche et d'expérimentation.
- Condensat fermionique :
Caractéristiques:
a) Semblable au condensat de Bose-Einstein, mais formé de fermions (particules à spins semi-intégraux, qui suivent le principe d'exclusion de Pauli).
b) Les paires de fermions de spin opposé (paires de Cooper) forment un état lié et perdent leur identité individuelle.
c) Se produit dans certains systèmes de matière condensée et a des applications en supraconductivité et en superfluidité.
d) Présente des propriétés non conventionnelles telles que des mécanismes d'appariement non conventionnels, des tourbillons dans les systèmes de matière condensée et des phases topologiques de la matière.
Exemples :Supraconducteurs et superfluides d'atomes ou de molécules fermioniques.
- Plasma Quark-Gluon (QGP) :
Caractéristiques:
a) État de la matière qui aurait existé au début de l'univers, quelques microsecondes après le Big Bang.
b) Formé lorsque la matière nucléaire est soumise à des températures ou à des densités extrêmement élevées (cela se produit dans les accélérateurs de particules ou dans les collisions d'ions lourds à haute énergie).
c) Les quarks (particules subatomiques qui composent les protons et les neutrons) et les gluons (particules qui assurent la médiation de la forte force nucléaire) ne sont plus confinés dans les hadrons mais existent librement.
d) Le déconfinement et la formation d'une « soupe » de quarks et de gluons créent un état de haute énergie, dense et fluide.
Exemples :Le QGP est étudié dans le cadre d'expériences de physique des hautes énergies pour comprendre l'univers primitif et les propriétés fondamentales des interactions nucléaires fortes.
