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charge élementaire

  1. theo2059

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    mai 2005
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    191

    Unhappy charge élementaire

    Bonjour,
    Peut-on dire que e est la plus petite charge électrique existante? Je pense notamment aux quarks qui consituent les protons auquels on attribue des tiers des charges électrique. Ou peut être est ce qu'un modéle et on n'a pas encore pu prouver expérimentalement que les quarks avait une charge plus petite que e?
    Merci

    -----

     


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  2. duschnok

    Date d'inscription
    novembre 2005
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    66

    Re : charge élementaire

    si si, les quarks sont des particules couramment observées dans les grands accélérateurs. De plus, le mode de détection de ce genre de particules se fait en "visualisant" (je passe les détails, qu'il faut avouer je connais pas trop) leur trajectoire dans un champ magnétique : on mesure donc le rapport qB/m. ( avec q la charge de la particule)

    Il y a donc bien des charges 2e/3 et -e/3 dans la nature, je crois qu'on peut considérer ça comme un fait expérimental
     

  3. Karibou Blanc

    Date d'inscription
    février 2004
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    CERN
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    2 781

    Re : charge élementaire

    Hélas non. Les quarks ont effectivement des charges électriques fractionnaires : q=+/-(2)e/3. C'est un fait expérimental. Ceci est dû au fait que les quarks viennent toujours par trois à cause de la couleur. Enfin c'est ce qu'on pense car ce serait une conséquence naturelle d'une théorie de grande unification (pour laquelle rien n'est avéré expérimentalement).

    Maintenant, sur le plan théorique, il se trouve que le modèle standard n'explique pas la quantification de la charge électrique, ie le fait que q soit des multiples de e. La raison est que la charge électrique est un nombre quantique associé à un groupe abélien U(1) pour lequel il n'existe aucune condition de normalisation précise pour le générateur. Donc pour le moment, d'un point de vue théorique, la charge électrique peut prendre n'importe quelle valeur ! ce problème est réglé également dans une théorie grande unifiée où le U(1) est plongé dans une algèbre non abélienne.

    Donc seul l'expérience nous apprend que la charge électrique est quantifiée, cad à dire que ce sont des multiples de e pour les leptons ou des multiples de e/3 pour les quarks.


    croisement...
    Well, life is tough and then you graduate !
     

  4. Karibou Blanc

    Date d'inscription
    février 2004
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    CERN
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    2 781

    Re : charge élementaire

    les quarks sont des particules couramment observées dans les grands accélérateurs. De plus, le mode de détection de ce genre de particules se fait en "visualisant"
    en fait les quarks ne sont jamais observés à l'état libre dans les collisionneurs à cause de la liberté asymptotique, l'intéraction forte entre quarks augmente avec la distance si bien que lorsque plusieurs quarks tentent de se séparer suite une collision à haute énergie, des paires quarks/antiquarks sont générées ou on observe des gerbes de hadrons appelées jet (prononcez djette) dans le détecteur. Mais un quark seul jamais !


    Par ailleurs je ne pense pas qu'il existe une mesure directe de la charge électrique des quarks. Elles sont déterminées indirectement via les charges des hadrons (baryons et mésons) comme le proton ou le neutron. Mais un brillant expérimentateur expliquera ça surement mieux que moi.
    Well, life is tough and then you graduate !
     

  5. Gwyddon

    Date d'inscription
    octobre 2004
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    18 609

    Re : charge élementaire

    Soit dit en passant, c'est par pesanteur historique il me semble que la charge e n'est pas la plus petite charge expérimentale existant. Si on veut être cohérent avec sa définition, on aurait dû l'attribuer au quark d (en valeur absolue) et dire que l'électron est de charge 3e
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.
     


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  6. Karibou Blanc

    Date d'inscription
    février 2004
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    2 781

    Re : charge élementaire

    Si on veut être cohérent avec sa définition, on aurait dû l'attribuer au quark d (en valeur absolue) et dire que l'électron est de charge 3e
    simple changement d'unité ! Mais par contre e est bien la plus petite charge observable à l'état libre, en ce sens on peut dire qu'elle reste élémentaire
    Well, life is tough and then you graduate !
     

  7. duschnok

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    novembre 2005
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    66

    Re : charge élementaire

    juste Karibou !

    touché ça m'apprendra à parler d'un truc pas maitrisé
     

  8. theo2059

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    mai 2005
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    191

    Re : charge élementaire

    Merci
    donc le terme charge élémentaire e perd de son sens car il y existe des charges plus petite.
     

  9. theo2059

    Date d'inscription
    mai 2005
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    191

    Re : charge élementaire

    Merci (hier j'ai écris qqch sans mettre à jour ma page internet du coup j'ai eu les messages des uns et des autres aprés avoir écris le mien)

    sinon j'ai une autre question. Pourquoi ne pas avoir dit que la charge élmentaire e faisait 1 coulomb? Qu'est ce qui a défini la charge élémentaire? Ca a peut etre un rapport avec l'unité du volt?
    Merci
     

  10. Karibou Blanc

    Date d'inscription
    février 2004
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    2 781

    Re : charge élementaire

    sinon j'ai une autre question. Pourquoi ne pas avoir dit que la charge élmentaire e faisait 1 coulomb? Qu'est ce qui a défini la charge élémentaire? Ca a peut etre un rapport avec l'unité du volt?
    Historiquement les gens ont manipulés d'autres grandeurs comme la tension ou le courant, en électricité. Ensuite ils ont défini des unités (le volt, l'ampére) adaptées à notre échelle et/ou leurs appareil de mesure. La mesure et le calcul de la charge électrique dans ce système d'unité est venu après, car la charge n'est pas directement mesurable, on passe par des mesures de courant et tension pour remonter jusqu'à elle.

    Maintenant c'est un simple choix d'unité qui n'a pas de signification physique profonde. On pourrait très bien dire que la charge élémentaire vaut 1, dans une unité qui n'est pas le coulomb bien sur.

    KB
    Well, life is tough and then you graduate !
     

  11. theo2059

    Date d'inscription
    mai 2005
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    Re : charge élementaire

    Merci et tu sais quelle est la formule qui a définit la charge élémentaire? Quelle est la grandeur qui a déterminé e?
     

  12. mariposa

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    Re : charge élementaire

    Citation Envoyé par Karibou Blanc Voir le message
    Hélas non. Les quarks ont effectivement des charges électriques fractionnaires : q=+/-(2)e/3. C'est un fait expérimental. Ceci est dû au fait que les quarks viennent toujours par trois à cause de la couleur. Enfin c'est ce qu'on pense car ce serait une conséquence naturelle d'une théorie de grande unification (pour laquelle rien n'est avéré expérimentalement).
    J'ai lu quelque part pour une famille de particules Q=0

    Q = -1 + 0 + 3 (2/3 - 1/3) = 0

    Cà sort d'où cette expression? Conservation de la charge par interaction faible? C'est un constat expérimental ou y'a t-il un argument théorique?
     

  13. Karibou Blanc

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    février 2004
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    Re : charge élementaire

    Cà sort d'où cette expression? Conservation de la charge par interaction faible? C'est un constat expérimental ou y'a t-il un argument théorique?
    Pour le modèle standard c'est un accident ! Comme tu le sais peut etre les théories de jauge contiennent ce qu'on appelle des anomalies. C'est à dire que des courants conservés au niveau classique (des arbres) ne le sont plus lorsqu'on prend en compte des corrections quantiques (notamment via les fameux diagrammes triangles à une boucle). Pour être cohérente au niveau quantique, une théorie ne doit pas avoir d'anomalie, sinon la symétrie de jauge classique est perdue au niveau quantique et perd tout son intéret pour une description des intéractions.
    Il se trouve que la valeur exacte d'une anomalie de jauge dépend du contenu en matière du modèle et des charges sous le groupe de jauge. Une des conditions pour que ces anomalies s'annulent ou se compensent et que la somme des charges de toutes les particules s'annulent (il y en a d'autres aussi).

    Dans le modèle standard, il se trouve que les anomalies s'annulent au sein d'une meme famille. l'expression que tu cites en est un exemple. Il n'y a pas de raison théorique pour cela dans le MS, c'est un pur accident. Mais ca laisse grandement penser qu'il existe une théorie de grande unification qui détermine précisément les charges sous le groupe de jauge du MS de manière à ce qu'il soit sans anomalie.

    Tu trouveras des choses sur les anomalies dans le bouquin de Peskin notamment ou sur le web je pense.

    KB
    Well, life is tough and then you graduate !
     

  14. Gwyddon

    Date d'inscription
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    Re : charge élementaire

    Citation Envoyé par Karibou Blanc Voir le message
    simple changement d'unité ! Mais par contre e est bien la plus petite charge observable à l'état libre, en ce sens on peut dire qu'elle reste élémentaire
    Bien vu, effectivement je n'avais pas pensé à rajouter "état libre"
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.
     


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