Mesons

[Dr Nono]

Bjr,
Quelqu'un peut-il m'expliquer pourquoi les paires quarks-antiquarks qui composent les mesons ne s'annihilent-elles pas?
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[invite02a73f9c]

Les mesons ne sont pas stables.

[Gilgamesh]

Bjr,
Quelqu'un peut-il m'expliquer pourquoi les paires quarks-antiquarks qui composent les mesons ne s'annihilent-elles pas?

Elles s'annihilent.

a+

[invite8ef897e4]

Bonjour,

il ne faut pas non plus simplifier. D'abord, certains mesons ne sont pas composes d'un quark et de SON antiquark. Tous les mesons charges, a commencer par les pions positif et negatifs, ne peuvent pas etre compose exactement d'une paire particule antiparticule. Seuls les mesons scalaires le peuvent. Et quand bien meme, les pions neutres n'ont rien en quoi s'annihiler du point de vue de l'interaction forte et sont (toujours de ce point de vue) stables. Ils decroient en fait (de facon predominante) selon l'interaction electromagnetique en une paire de photon, ce faisant violant la symetrie chirale, ce qui est suffisamment non-trivial pour etre qualifie d'ano(r)mal.

[A voir en vidéo sur Futura]

[skeptikos]

Bonjour.
Au sens strict, doit-on considérer que l'antiquak du quark up bleu par exemple est anti-up anti-bleu.
Dans ce cas ou pourrait envisager un méson composé de quark up bleu & antiquark up anti-rouge qui, tant qu'il ne subirait pas de changement de couleur, serait stable.
De la même façon, l'annihilation d'un méson peut imposer que les chiralités au niveau des quark/antiquark soient différentes et dans le cas ou elles seraient la même, cela entrainerait une certaine stabilité.
Qu'en pensez-vous ?
@+

[skeptikos]

Bonsoir.
Puisque mon intervention ne suscite aucune réponse, je tenterai d'y répondre moi-même.
En ce qui concerne la couleur des quarks, la théorie impose que dans un méson l'antiquark soit de couleur opposée à celle du quark de façon à obtenir la couleur blanche. Mais d'autre part on nous dit que les gluons changent constamment la couleur des quarks. J'en conclut, à moins d'un mécanisme simultané pour changer la couleur du quark et de l'antiquark au même instant, des epsilon de temps où cette théorie n'est pas respectée. Quelles conséquences cela a-t-il ?
Pour la chiralité, il est probable que l'annihilation impose des chiralités différentes puisque symétriquement la création d'une paire se fait avec des chiralités différentes. Mais cela pose un grave problème puisque cela entraine la possibilité de mésons ayant la même formule en terme de quarks mais avec des chiralités différentes tout comme cela existe avec le spin (ex. pion et méson rho).
Toute réflexion sera la bienvenue.
Ce fil ne devrait-il pas plutôt se trouver en physique ?
@+

[Dr Nono]

Merci pour toutes ces réponses.

[invite8ef897e4]

Au sens strict, doit-on considérer que l'antiquak du quark up bleu par exemple est anti-up anti-bleu.

La couleur est une charge au meme titre que la charge electrique par exemple. Il est donc bizarre de dire "au sens strict". La definition d'une antiparticule est unique, et l'antiquark d'un quark bleu doit etre "antibleu" (je ne crois pas que l'on puisse dire "jaune", car pousser l'analogie si loin nous fait perdre la distinction entre representation fondamentale pour les quarks et representation adjointe pour les gluons).

envisager un méson composé de quark up bleu & antiquark up anti-rouge qui [...] serait stable.

Non. Une particule dont la charge de couleur n'est pas nulle (plus precisement, qui n'est pas un singulet de couleur, i.e. qui n'est pas invariante sous les rotations de couleur) ne peut pas se propager librement dans le vide de QCD sur des distances significatives par rapport a l'echelle de QCD (de l'ordre du fermi).

En ce qui concerne la couleur des quarks, la théorie impose que dans un méson l'antiquark soit de couleur opposée à celle du quark de façon à obtenir la couleur blanche. Mais d'autre part on nous dit que les gluons changent constamment la couleur des quarks. J'en conclut, à moins d'un mécanisme simultané pour changer la couleur du quark et de l'antiquark au même instant, des epsilon de temps où cette théorie n'est pas respectée.

Non. Un quark bleu devient rouge en emettant un gluon bleu-antirouge. C'est pour cela que les quarks et les gluons n'appartiennent pas la meme representation de SU(3). La conservation de toutes les charges a lieu a chaque vertex d'un diagramme de Feynman. La charge de couleur du meson est obtenue en composant toutes les charges des constituants, y compris celles portees par les gluons.

De la même façon, l'annihilation d'un méson peut imposer que les chiralités au niveau des quark/antiquark soient différentes et dans le cas ou elles seraient la même, cela entrainerait une certaine stabilité.

Pour la chiralité, il est probable que l'annihilation impose des chiralités différentes puisque symétriquement la création d'une paire se fait avec des chiralités différentes. Mais cela pose un grave problème puisque cela entraine la possibilité de mésons ayant la même formule en terme de quarks mais avec des chiralités différentes tout comme cela existe avec le spin (ex. pion et méson rho).

Je ne suis pas certain d'avoir bien saisi cette remarque. L'exemple des pions et des rhos est tout a fait approprie :

Ils n'appartiennent pas au meme multiplet

(credit image : valence et multiplets, certaine signes sont incorrects ou ambigus)

L'etat fondamental du pion est dans une onde et pour le rho . Le fait que les moments angulaires totaux soient differents se traduit pour le membre de l'isomultiplet dont la projection du moment angulaire est nulle par des proprietes de symetrie differentes. Explicitement (je prend le cas du rho avec une componsante de moment angulaire nulle le long de l'axe de quantification, evidemment le seul cas ou ces considerations sont necessaires)


soit



Pour clarifier, si j'avais pris le cas d'un rho avec une composante +1 le long de l'axe de quantification :

et ca devient (totalement) trivial.

A cet etape de la description, je ne vois pas ou se trouve le probleme.

[skeptikos]

Bonjour.
Humanino, j'apprécie ta description détaillée.
Je suggérai tout simplement une symétrie entre le spin et la chiralité qui aboutissait dans la description que tu viens de faire, de remplacer les flèches de spin par les lettres R et L de la chiralité et je concluait que cela posait problème car les mésons correspondant n'existent pas.
A moins que.... et je te laisse deviner la conclusion à laquelle je suis arrivé, pas si absurde qu'il n'y parait au premier abord.
@+


"Deux mains qui cherchent, c'est assez pour le toit de demain".
André BRETON