hydrogène -> hélium

[quetzal]

salut je regardais le tableau périodique des elements de mendeleiev, et il y a t-il une raison à ce que de hélium est besoin de 4 nucleons, 2Proton et 2Neutron ?? pour qu'elle raison ne se constitut-il pas que de 2 Protons... ça semble logique pourtant 1 protons, puis 2 protons?? a quoi ils servent les deux neutrons???

[deep_turtle]

Ben ils servent pas spécialement à quelque chose. Dans la vision "physique" du monde, personne ne s'est dit "tiens, je vais inventer des noyaux, d'abord avec un proton, puis deux, puis trois, ça sera jouli"...

Bon, je me moque gentiment, mais je crois comprendre ta question : pourquoi n'existe-t-il pas des noyaux intermédiaires entre "1 proton" et "2 protons et 2 neutrons" ? La réponse est : il en existe !!

1 proton : noyau d'hydrogène
1 proton + 1 neutron : deuterium (fragile)
1 proton + 2 neutrons : tritium (instable)
2 protons : instable
2 protons + 1 neutron : helium 3
2 protons + 2 neutrons : helium 4
etc...

Pour deux protons tout court, je ne sais pas ce qui le rend instable. La force de répulsion électrostatique y est plus forte que dans le deuterium, c'est peut-être ça ? D'autres ici doivent savoir...

[Konrad]

Oui on ne peut pas vraiment dire qu'ils "servent" à quelque chose, toujours est-il qu'ils sont nécessaires à la bonne cohésion du noyau ; en effet les protons étant chargés positivement la force électromagnétique est répulsive, elle serait trop forte et le noyau se désintégrerait tout de suite (donnant deux protons séparés, soit deux atomes d'hydrogène).

Les nucléons (protons et neutrons) s'attirant par la force nucléaire forte, mettre des neutrons "stabilise" le noyau ; quand la force nucléaire forte est "plus intense" que la répuslion électromagnétique, alors le noyau est stable.

[Rincevent]

Pour deux protons tout court, je ne sais pas ce qui le rend instable. La force de répulsion électrostatique y est plus forte que dans le deuterium, c'est peut-être ça ?

ça contribue un tit peu, mais c'est pas la vraie raison il me semble : une indication dans ce sens est que le nn est instable aussi.

en fait, c'est plutôt Pauli le responsable. Si je me souviens bien, quand tu regardes le deuteron, tu vois que l'état stable est l=0 S=1 (spins parallèles), le S=0 étant un état de plus haute énergie et instable. Or, le l=0, S=1 est pas possible pour deux particules identiques... donc il n'y a que l'état excité qui pourrait éventuellement être stable, mais pas de bol, il est pas stable...

pour le pp, on parle de diproton, et il me semble que j'avais lu (dans des machins en rapport avec le principe anthropique) que si l'interaction forte avait été un tout petit peu plus intense, le diproton pourrait être stable et on aurait pas eu la plupart des noyaux... enfin, je me souviens plus des détails de l'histoire

[Disciplus_simplex]

Konrad a raison, mais celà n'explique pas pourquoi on ne peut pas mettre autant de neutrons que l'on veut ; aprés tout, les neutrons ne subissent pas la répulsion électrostatique...

Pour expliquer cela il faut considérer une analogie couramment employée en physique nucléaire, celle de la goutte liquide.
En fait, il y a quatres termes qui servent à déterminer la cohésion d'un noyau :
Un terme d'attraction nucléaire
Un terme de répulsion électrostatique
Un terme de surface, car les nucléons en surface ont moins de
voisins que les nucléons à l'intérieur.
Un terme de pairing, car les nucléons en paire sont énergétiquement
favorisés
Un terme d'équilibre proton/neutron, qui est celui qui nous intéresse.

En fait, lorsque l'on rajoute des nucléons, on peuple les niveaux d'énergie du noyau, exactement comme les électrons peuplent des niveaux électroniques. Sauf que, dans le cas du noyau, les protons et les neutrons peuplent des niveaux différents. On peut montrer que si le déséquilibre est trop important, alors des nucléons majoritaires vont se désintégrer en minoritaire, par le biais des désintégrations béta ou par capture électronique (Par exemple, les produits de fissions sont souvent créés avec des neutrons excédentaires, et se désintègrent en béta moins).

Dans le cas de l'Hélium 2 protons, on peut calculer que le terme de déséquilibre rend instable le noyau, qui aura donc tendance à se transformer en deutérium.

[quetzal]

c'est bon merci, c'est plus clair... le passage de 1 a 4 d'un coup sans passer par deux me parraissait etrange... mais bon puisqu'il y a des niveaux intermédiaires...