création de matiere a partir d'énergie

[invite12617ef4]

est il possible de calculer l'énergie nécéssaire pour créer un dé de 1cm x 1cm x 1cm ? et par exemple se dire avec cette energie on peut alimenter la planete entiere pendant tant de temps...
merci beaucoup pour votre aide.
-----

[predigny]

Tu fais E=mc² et tu as une bonne partie de la réponse.

[predigny]

Tu fais E=mc² et tu as une bonne partie de la réponse.

En gros, si je ne me suis pas trompé d'un ordre de grandeur, dans le meilleur des cas (rendement 100%), une centaine de centrales nucléaires de 2GW pendant une heure devraient permettre de synthétiser 1cm3 de fer. Pas très rentable, même pour faire de l'or.

[citron_21]

créer un dé de matière à partir d'énergie et re-transformer cette matière en énergie pour alimenter la terre ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Coincoin]

Salut,
Un dé de quoi ?

Sinon, oui, c'est facile. Il faut utiliser une formule peu connue due à un certain Albert Einstein : E=mc².

Application :
On va dire que tu veux de l'eau, donc une masse volumique de 1000 kg/m³ (ça reste un bon ordre de grandeur pour d'autres matériaux). Alors ton dé de 1 cm³ va peser 1g.
Un coup de E=mc² : tu obtiens une énergie de 10^-3×(3·10⁸)² soit environ 10¹⁴ J.

Essayons maintenant de nous rendre compte de l'ordre de grandeur.

Une centrale nucléaire a une puissance de grosso modo 1 GW (pour une tranche). Il faudrait donc 10⁵ s pour produire cette énergie, soit une grosse journée.
Autre manière de voir, 1 kWh représente 3,6·10⁶ J. Notre énergie de 10¹⁴ J correspond alors à environ 30 millions de kWh. Ta facture EDF monterait alors à quelques millions d'euros... (je te conseille de renégocier ton contrat et de faire tourner ta machine en heures creuses ).
10¹⁴ J, ça représente environ 10 000 tep, soit un millionième de la consommation annuel mondiale, ou encore la consommation d'une petite ville pendant un an.

Qu'est-ce qu'on peut faire d'autre avec 10¹⁴ J ?
Tu peux évaporer 10⁸ kg d'eau (quelques dizaines de piscines olympiques)/
...

Bref, c'est énorme à l'échelle de l'individu mais raisonnable à l'échelle de la planète.

NB Mes calculs sont des ordres de grandeur, faits sans papier ni calculette et utilisant Wikipédia comme références lorsque c'est nécessaire. Je ne garantis rien du tout.

[citron_21]

on peut l'expliquer de manière logique que la célérité intervienne pour passer de matière à énergie, et vice-versa ?
comment ca marche ?

[stefjm]

on peut l'expliquer de manière logique que la célérité intervienne pour passer de matière à énergie, et vice-versa ?
comment ca marche ?

C'est de l'analyse dimensionnelle élémentaire.

[citron_21]

oui je suis d'accord,
mais comment ca marche de transformer directement de l'énergie en matière, en faisant intervenir la célérité ?
sur le plan calcul, oui ca parait logique. Mais sur le plan procédé ?

[Coincoin]

Le "c" est à prendre comme une constante fondamentale de la physique. C'est la constante qui relie l'espace et le temps, et donc l'énergie et la masse.
Ensuite, en tant que constante caractéristique de l'espace-temps, il se trouve que c'est la vitesse à laquelle va une particule sans masse, comme la lumière.

Sur le plan procédé, on utilise des accélérateurs de particules : on donne beaucoup d'énergie cinétique à des particules et quand elle rentre en collision une partie de cette énergie est convertie en nouvelles particules. Mais le rendement est extrêmement loin des 100%.

[LPFR]

Bonjour.
L'intérêt pratique, on vient de voir, est zéro.
Pour ce qui est de la méthode, à ma connaissance, on ne maîtrise pas la transformation d'énergie en matière. On ne peut pas dire "voila, j'ai 'E' joules et je veux faire apparaître là E/c² kilogrammes de cuivre". Bon, on peut le dire, mais on ne peut pas le faire.
Que je sache, les seules choses que l'on peut faire "à volonté" (et encore!) c'est d'envoyer de rayons gamma d'énergie suffisante; les faire interagir avec du plomb, ce qui crée des pairs électron-positron...de temps en temps. De là à créer un atome, il y a un abîme.
Au revoir.

[Coincoin]

À mon avis, faire un atome reste réalisable. La preuve : on arrive à fabriquer des atomes d'antimatière.
L'idée est de bombarder une cible avec des particules de haute énergie puis trier les particules créer. Tu récupères un électron et un proton, tu les ralentis et les assembles, et tu as un atome d'hydrogène. Mais ça fait très cher de l'atome...

[LPFR]

À mon avis, faire un atome reste réalisable. La preuve : on arrive à fabriquer des atomes d'antimatière.
L'idée est de bombarder une cible avec des particules de haute énergie puis trier les particules créer. Tu récupères un électron et un proton, tu les ralentis et les assembles, et tu as un atome d'hydrogène. Mais ça fait très cher de l'atome...

Re.
Je ne pense pas que l'on soit arrivé à créer un atome d'antimatière dans son état fondamental. On a crée des atomes d'anti-hydrogène excités qui se sont décomposées immédiatement. Même le "positronium" n'a pas donné des choses stables (que je sache). Mais les gens y travaillent.

Et la manip n'est pas de créer un atome avec des particules. Ceci n'est pas créer de la matière avec de l'énergie, c'est créer des atomes avec de la matière. C'est beaucoup plus facile: vous prenez de l'hydrogène que vous ionisez soit dans un tube à décharge, soit en le faisant passer par un arc. Vous avez un joli mélange de protons et électrons qui vont vous redonner de l'hydrogène pour peu que vous les laissiez en paix. Pas besoin d'accélérateurs de particules.
A+

[Coincoin]

On a crée des atomes d'anti-hydrogène excités qui se sont décomposées immédiatement

Décomposés immédiatement en quoi ?

Même le "positronium" n'a pas donné des choses stables (que je sache)

Forcément, le positronium est un assemblage de particules qui peuvent s'annihiler entre elles. Il n'est donc théoriquement pas stable, contrairement à l'atome d'antihydrogène.

Ceci n'est pas créer de la matière avec de l'énergie, c'est créer des atomes avec de la matière.

C'est vrai. Mais la matière de départ peut être récupérée après coup. On a donc bien créé de la matière à partir d'énergie (en utilisant un peu de matière).
Il existe des projets de collisionneur photon-photon, mais à ma connaissance ça n'a jamais été réalisé.

[invite5e5dd00d]

Je comprends pas trop ce que donnerait une collision photon/photon. Déja, est-ce que les photons interagissent autrement que par gravité ? Ensuite, il suffit a priori d'opposer deux ampoules pour avoir un collisionneur de photon (suit pas sûr de la densité des photons en sortie de lampe, mais je suis sûr qu'au bout d'un moment on devrait en voir deux se taper)...
L'énergie dépendant de la fréquence, est-ce que le but de cette manip serait de faire l'expérience avec des rayons gamma ("collisions" à haute énergie)... Vu que les photons s'accélèrent pas...

[invite8ef897e4]

Bonjour

Déja, est-ce que les photons interagissent autrement que par gravité ?

Oui ! Beaucoup plus. Typiquement, le diagramme de diffusion photon-photon comprend une partie "en carre" avec les photons aux quatres coins. C'est un processus quantique coherent entre les deux photons qui fluctuent tous les deux en une paire fermion/antifermion. Normalement, ce processus fait partie du propagateur du photon dans le vide.

Diphoton Generalized Distribution Amplitudes

Ensuite, il suffit a priori d'opposer deux ampoules pour avoir un collisionneur de photon

Oui, c'est tres exactement ce qu'ils veulent faire, mais avec de tres GROSSES ampoules Pour qu'on y voit quelque chose, il faut effectivement pas mal de luminosite (et beaucoup d'energie).

Typiquement, ce que tu fais, tu prends deux faisceaux intenses d'electrons, tu les acceleres autant que possible, et lorsque tu as obtenu l'energie necessaire tu les devies violemment. Simple sur le principe

edit
Je crois que la collaboration OPAL a fourni pas mal de donnees sur la section efficace photon-
photon.

Voila !