méson pi et intéraction nucléaire forte

[Seirios]

Bonjour à tous,

J'aurais aimé avoir un peu plus d'information sur le sujet de l'intéraction nucléaire forte entre les nucléons via le méson pi.

Quelle est la composition de cette particule ? Comment est-elle crée ? Comment agit-elle sur un autre nucléon ?...

Quelqu'un pourrait me renseigner (par une explication ou bien par un lien) ?

Merci d'avance
Phys2

[deep_turtle]

Salut,

Les mésons pi sont aussi appelés pions, tu auras des infos assez complètes ici si tu lis l'anglais.

Ils sont constitués d'un quark et d'un antiquark, en gros.

[Seirios]

OK merci pour le lien.

J'aurais une autre petite question : Le méson pi intéragit donc entre deux nucléons, mais dans un document que j'ai lu, cette interaction était appelée "intéraction forte résiduelle" et elle serait dû à une "fuite de gluons, de quarks et d'antiquarks".

Qu'est-ce que ça signifie exactement ?

[mariposa]

OK merci pour le lien.

J'aurais une autre petite question : Le méson pi intéragit donc entre deux nucléons, mais dans un document que j'ai lu, cette interaction était appelée "intéraction forte résiduelle" et elle serait dû à une "fuite de gluons, de quarks et d'antiquarks".

Qu'est-ce que ça signifie exactement ?

Les hadrons sont composés de 3 quarks. Par ailleurs il existe la possibilité qu'un quark possède une "couleur" parmi trois (terme métaphorique qui cache de la théorie des groupes). Un hadron doit être neutre de couleur (équivalent de la neutralité électrique), cad que chaque quark possède une couleur différente.
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En consèquence l'interaction de 2 hadrons devrait être strictement nulle puisqu'ils sont neutres de couleurs. De la même façon que 2 particules électriquement neutres n'interagissent pas.
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En fait les quarks qui constituent le hadron ne sont jamais au même endroit en même temps si bien que les hadrons sont neutres de couleur en moyenne mais pas instantément. En fait ils sont de couleurs pastels!! C'est cette couleur pastel qui fait qu'il existe une interaction résiduelle entre hadrons.
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En fait si l'on veut approfondir il existe une forte analogie entre l'interaction forte résiduelle et les forces de Van Derwalls existant entre 2 atomes neutres et sans moments dipolaires.

[Seirios]

Et comment se fait-il que la particule médiatrice en question soit un méson pi ? Est-ce un gluon qui se désintègre en une paire quark u/antiquark d ou en une paire antiquark u/antiquark d, formant ainsi un pion négatif ou positif ?

[mariposa]

Et comment se fait-il que la particule médiatrice en question soit un méson pi ? Est-ce un gluon qui se désintègre en une paire quark u/antiquark d ou en une paire antiquark u/antiquark d, formant ainsi un pion négatif ou positif ?

Oui, c'est commeca que ça marche. Il y a des petits dessins pour representer cela. tu dois avoir çà quelquepart sous la main.

[Seirios]

Il y a des petits dessins pour representer cela.

Si tu parles des diagrammes de Feynman , oui j'en ai quelques uns sous la main

[mariposa]

Si tu parles des diagrammes de Feynman , oui j'en ai quelques uns sous la main

Dans ce cas tu dois avoir la representation de l'interaction des hadrons par des mésons en termes de quarks.

[Thwarn]

Il y a un bouquin tres bien de vulgarisation au sujet de la TQC, qui parle de la QED ainsi que la de la chromodynamique et de la théorie électro-faible ( c'est lui qui ma donné envie de faire de la physique )

C'est l'Horizon des particules
de Jean Pierre Baton et Gilles Cohen-Tannoudji

Le genre de livre qui fait rever, avec plein de diagrammes de Feynman, etc

[PHENIXian]

Salut

Je veux pas trop rentrer dans les details, mais on peut ensuite si ca interesse quelqu'un, mais l'idee est que oui en toute logique des nucleons echangent des quarks... CEPENDANT aux energies typiques auxquelles on regarde le probleme de structure du noyau (= en dessous du seuil de production du pion) des argument de theorie effective montrent que les pions deviennent les degres de liberte relevants dans ton probleme, donc on modelise ;interaction NN par un meson (vectoriel) pi

Voili

[mariposa]

Salut

Je veux pas trop rentrer dans les details, mais on peut ensuite si ca interesse quelqu'un, mais l'idee est que oui en toute logique des nucleons echangent des quarks...

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Pas tout à fait. Les nucléons échangent des paires de quarks qui est une interaction effective entre des particules neutres de couleurs

CEPENDANT aux energies typiques auxquelles on regarde le probleme de structure du noyau (= en dessous du seuil de production du pion) des argument de theorie effective montrent que les pions deviennent les degres de liberte relevants dans ton probleme, donc on modelise ;interaction NN par un meson (vectoriel) pi

Voili

En fait on ne sait pas calculer, comme dans la plupart des cas, un tel hamiltonien effectif a partir des premiers principes. La stratégie standard est d'écrire un hamiltonien qui soit invariant sous un groupe que l'on a identifié à partir d'un catalogue d'éxpériences.
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Ici c'est SU(2) qui s'impose. Les fermions sont classés selon les multiplets de SU(2) (representation irreductibles de SU(2)). N et P formant un doublet d'isospin (par analogie au spin). Le champ médiateur est le champ mésonique Pi (il y en a 3, autant que le nombre de générateurs de SU(2)).
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L'hamiltonien efffectif est écrit alors comme le produit scalaire du champ vectoriel bosonique par le "courant' fermionique (interaction de Yukawa-Kemmer).
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[humanino]

Bonjour,

la recherche d'une dérivation rigoureuse d'un hamiltonien effectif à partir de QCD progresse constamment. Dans un article récent, une certaine version d'un modèle de type Skyrme est dérivé à partir de degrés de libertés quarks/mésons.
Quark structure and nuclear effective forces

Les pions sont des objets très fondamentaux en physique hadronique. Ce sont les plus légers de tous les hadrons. On parle de "boson de Goldstone de la brisure dynamique de symétrie chirale".
Symmetry breaking: Pion as a Nambu-Goldstone boson

[PHENIXian]

Oui desole pour la PAIRE de quarks..

Bref oui en champ moyen tu peux eventuellement modeliser une interaction effective relativiste type Skyrme, mais ca ne reste que des approximations, il suffit de voir la precision des resultats..
(Et c'est objectif, c'est ce que je fais en these)

Effectivement la tendance est d'essayer de construire des theories effectives a partir de principes premiers, mais le point de depart interessant semble etre pour le moment plutot des theores effectives de type "low momentum" que des modeles d'echanges de mesons, a qui il manque des correlations au-dela du champ moyen

Pour incorporer QCD directement, pour des systemes a plus de quelques nucleons c'est pas demain la veille. Des modeles tres precis utilisant des interactions ou les degres de liberte sont les nucleons arrivent deja a reproduire quasi parfaitememnt les donnees experimentales des 4 ou 5 noyaux les plus legers, ce qui pose la question de la necessite d'utiliser explicitement QCD

La tendance est en fait plutot que de faire des calculs de structre avec le modele des quarks, d'essayer de realiser sur lattice l'interaction NN nue, et de s'en servir pour construire les forces nues (cad fitter les parametres des modeles), avec lesquelles tu fais ensuite tes calculs de structure, directement pour des noyaux legers, ou apres un passage a la moulinette pour des plus lourds

[Seirios]

Il y a un bouquin tres bien de vulgarisation au sujet de la TQC, qui parle de la QED ainsi que la de la chromodynamique et de la théorie électro-faible ( c'est lui qui ma donné envie de faire de la physique )

C'est l'Horizon des particules
de Jean Pierre Baton et Gilles Cohen-Tannoudji

Le genre de livre qui fait rever, avec plein de diagrammes de Feynman, etc

Il a l'air très intéressant, mais il n'y a pas grand chose sur le net.
Est-ce que tu pourrais donner plus de détails stp ?

[mariposa]

Bonjour,

la recherche d'une dérivation rigoureuse d'un hamiltonien effectif à partir de QCD progresse constamment. Dans un article récent, une certaine version d'un modèle de type Skyrme est dérivé à partir de degrés de libertés quarks/mésons.
Quark structure and nuclear effective forces

Les pions sont des objets très fondamentaux en physique hadronique. Ce sont les plus légers de tous les hadrons. On parle de "boson de Goldstone de la brisure dynamique de symétrie chirale".
Symmetry breaking: Pion as a Nambu-Goldstone boson

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Merci pour ces 2 références que j'ai mis sagement de coté.