Photons et atomes

[EspritTordu]

Bonjour, voilà une interrogation des plus douteuses à soumettre...

Les atomes (pour ne pas parler de matière) sont composés d'un noyau composite et d'un nuage d'électron. Sans être spécialiste en physique quantique qui se fait la reine des théories à cette échelle, je crois que l'émission d'un photon se fait par l'excitation d'une couche d'électrons.

Alors la question qui me vient à l'esprit est celle-ci :
Que se passerait-t-il si un atome était dénué d'électron? On se retrouve avec un noyau de neutrons et de protons, ces derniers donnant une charge positive global à notre noyau. Si on envoit un photon sur ce résidu d'atome que se passe-t-il? Que deviendrait cette expérience avec un atome composé seulement avec des neutrons?

Merci d'avance.
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[invitef7177163]

Salut,

Un atome denue de tout ses electrons est un ion positif qui ne reagira pas aux photons qui normalement exciter les electrons de l'atome.
Un atome composes seulement de neutrons n'existe pas, car la charge positive du noyau est necessaire a la retention des electrons.

A+

Max

[deep_turtle]

Heu... si un photon interagit avec un noyau nu, comme avec toute charge électrique. EN termes électromagnétiques, disons que le champ électrique de l'onde met la charge (le noyau nu, ça marche aussi avec des électrons sans noyau) en mouvement, et celle-ci rayonne. Il y a diffusion de l'onde par la charge. Par contre, l'absorption est interdite (pour des raisons cinématiques : on ne peut pas conserver à la fois l'énergie et l'impulsion par l'absorption d'un photon, ça marche avec les atomes car une partie de l'énergie est absorbée sous une forme non cinétique).

[Karibou Blanc]

Salut,

Tout comme l'interaction coulombienne entre les électrons et le noyau d'un atome présente un spectre d'énergie discret (ie des niveaux électroniques), l'énergie du noyau lui même est également quantifié. Cette énergie n'est pas de nature électrostatique mais elle provient du moment cinétique non nul du noyau, et de ces différents de spin.
Ainsi la lumière peut également interagir directement avec les noyaux, dans ce cas la transition peut être imaginer de la façon suivante : regardons le noyau comme un toupie qui accélére (ralentit) lorsqu'elle reçoit (émet) de la lumière.
En fait les écarts entre les niveaux d'énergie du noyau sont beaucoup plus grand que ceux entre niveaux électroniques. Ceci étant, la lumière qui interagit avec le noyau appartient généralement à une gamme de fréquence plus grande (rayons dits gamma) que celle qui excite des électrons. Donc du coup on est pas obligé d'enlever les électrons pour interagir avec le noyau, puisque les rayons gamma ne voit tout simplement pas les électrons.

KB

[A voir en vidéo sur Futura]

[Madarion]

Donc ce magma hautement chargé, serais transparent pour des photons du spectre de lumière les traversant ?

[Karibou Blanc]

Salut,

Par contre, l'absorption est interdite (pour des raisons cinématiques : on ne peut pas conserver à la fois l'énergie et l'impulsion par l'absorption d'un photon, ça marche avec les atomes car une partie de l'énergie est absorbée sous une forme non cinétique).

C'est vrai pour un atome libre, mais dans le cas d'un atome dans un cristal (qui est le cas le plus rencontré dans la pratique ), c'est tout le cristal qui encaisse l'impulsion, et ainsi l'absorption (résonnante) est possible : c'est l'effet Mossbauer.

[deep_turtle]

Karibou Blanc ton message précédent me laisse perplexe... Tu parles de l'interaction des photons avec le spin des noyaux, et je suis d'accord avec ce que tu en dis. Mais tu as l'air de sous-entendre que c'est le seul type d'interaction, alors que l'interaction du photon avec la charge du noyau est beaucoup plus importante ! Certes, dans les plasmas électrons-noyaux, c'est l'interaction avec les électrons qui domine parce que ces derniers sont plus légers et sont faciles à mettre en mouvement, donc ils diffusent mieux la lumière. Mais d'un point de vue fondamental la réponse est très claire à mon avis : OUI les photons interagissent avec la charge d'un noyau nu (même si celui-ci n'avait pas de spin).

[EspritTordu]

Si je suis bien, on ne peut pas avoir de noyau neutre, c'est-à-dire non chargé, composé uniquement de neutrons (s'aurait pu être une idée pour la matière manquante! ).

Mais si je comprends bien vos analyses, si on envoie un photon sur un neutron isolé, alors il sera donc sensible à notre émission?

(pour des raisons cinématiques : on ne peut pas conserver à la fois l'énergie et l'impulsion par l'absorption d'un photon, ça marche avec les atomes car une partie de l'énergie est absorbée sous une forme non cinétique).

...si vous pouviez développé s'il vous plaît, ce n'est pas vraiment clair pour moi...

[Gwyddon]

(pour des raisons cinématiques : on ne peut pas conserver à la fois l'énergie et l'impulsion par l'absorption d'un photon, ça marche avec les atomes car une partie de l'énergie est absorbée sous une forme non cinétique).

.si vous pouviez développé s'il vous plaît, ce n'est pas vraiment clair pour moi...

dit autrement, le choc avec un photon est profondément inélastique, seulle l'impulsion (ie quantité de mouvement) sera conservée, mais pas l'énergie cinétique (à cause du caractère hautement énergétique d'un photon et de sa vitesse peut-être, mais là je ne suis pas sûr de moi)

[invite4b9cdbca]

Excusez moi, mais je me souviens avoir lu sur le forum qu'on pouvait obtenir des di neutrons, même si ceux-ci étaoent instables. Voici le lien :

Lien vers la discussion

Si on agissait le temps d'existence de ce conglomérat, que se passerait-il ? Il n'y aurait pas d'interaction liée aux charges, mais autre chose ?

[deep_turtle]

dit autrement, le choc avec un photon est profondément inélastique, seulle l'impulsion (ie quantité de mouvement) sera conservée, mais pas l'énergie cinétique (à cause du caractère hautement énergétique d'un photon et de sa vitesse peut-être, mais là je ne suis pas sûr de moi)

C'est plus que ça. Une particule élémentaire ne peut pas absorber un photon sans qu'une troisième particule soit mise en jeu. On pourrait penser par exemple qu'un électron pourrait absorber un photon, le système final (électron) ayant la même énergie totale et la même quantité de mouvement que le système initial (électron + photon). Ben non c'est impossible. Il faut ou bien qu'une troisième particule soit mise en jeu, ou bien que la particule qui absorbe le photon change d'état (comme c'est le cas quand un atome absorbe de la lumière, il devient excité).

Si on agissait le temps d'existence de ce conglomérat, que se passerait-il ? Il n'y aurait pas d'interaction liée aux charges, mais autre chose ?

Les photons interagisssent aussi avec les neutrons. Certes le neutron est globalement neutre, mais si on le regarde d'assez près on se rend compte que c'est une distribution de charges qui se compensent. Les photons peuvent interagir avec cette distribution de charge. De plus, le neutron possède un moment magnétique, ce qui lui confère une autre manière d'agir avec la lumière...

Enfin, en ce qui concerne les boules de neutrons comme matière noire, ça ne résoudrait pas vraiment le problème, car la majeure partie de la matière noire est faite d'autre chose que de baryons (baryons = protons et neutrons, en gros).

[Gwyddon]

merci pour la précision, je crois que j'ai cafouillé sec, absorption c'est quand même plus qu'un simple choc, je n'avais pas percuté (si j'ose dire )


bonne soirée à toi deep