combinaisons de quarks

[invite735143e9]

je viens de voir dans un post qq baryons et leur constitutions:


uud proton
udd neutron

combien y a t il de combinaisons differentes connues?
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[Rincevent]

Bonjour,

tu as 6 quarks et deux états de spin possible par quarks. Donc ça te donne déjà pas mal de baryons (je te laisse faire le calcul) qui sont dans un état fondamental (en fait, les quarks lourds se désintègrent toujours et donc seuls le proton et le neutron sont stables d'après ce que l'on sait pour le moment).

Mais en fait, puisqu'un baryon donné (c'est-à-dire une combinaison de 3 quarks précis avec 3 valeurs de spins données) est un système composite, il existe une analogie avec les atomes et leur spectre électronique: il existe un nombre infini d'états excités.

Autrement dit, tu peux calculer le nombre de combinaisons possibles de 3 quarks parmi 6 et pouvant prendre 2 valeurs de spins différents, mais tout ce que l'on observe dans les collisionneurs de particules est bien plus vaste que ça: en faisant une collision tu crées une combinaison qui n'est pas dans son état fondamental et peut avoir une masse (= énergie) beaucoup plus élevée et ainsi une durée de vie très très courte.

Pour les mésons (paire quark-antiquark) l'histoire est identique (un peu moins de combinaisons possibles cependant), mais récemment ça s'est encore compliqué: on a observé des états nommés "pentaquarks" qui sont des "particules" formées d'un baryon et d'un méson qui restent collés ensemble.

Pour conclure, deux remarques:
- toutes ces particules existent grâce à la chromodynamique quantique (QCD) qui est une théorie fort complexe donnant très rapidement des calculs (non-linéaires) dont on ne sait pas toujours se sortir. Pour les états à 5 quarks (4 + 1 anti pour être exact), on ne sait pas encore très bien comment ils ont une durée de vie aussi longue (très courte, mais suffisante pour qu'on les observe);
- la QCD est véhiculée par les gluons qui sont eux-mêmes chargés ce qui fait qu'ils sont eux-mêmes à prendre en compte dans la constitution des hadrons (baryons+mésons). Or, les gluons sont des bosons et peuvent donc apparaître et disparaître à volonté. Résultat: plus de 90% de la masse du proton ou du neutron (et donc de la matière) vient des gluons, particules non-massives (mais bourrées d'énergie). Ce problème (lié à la première remarque) explique pourquoi même si on a depuis longtemps les équations qui régissent la QCD, on est encore loin de savoir tout expliquer avec: pour décrire la nature, il faut résoudre les équations... et ça, on ne sait le faire que dans certains cas "simples" (mais assez nombreux pour nous avoir permis de vérifier la validité de la QCD).

[hterrolle]

Bonjour,

Je ne savais pas qu'il y acait autant de Quarks. Serait possible possible de savoir si tous ces Quarks peuvent comme U et D subir une inversion de charges.

Merci

[inviteb085c4fa]

salut

Etant donné que chaque particule a une antiparticule correspondante(bosons et fermions), tout quarks a un antiquarks donc une anti particules de charges opposées... ca fait beaucoup de quarks et d'antiquarks, et encore plus de baryons et de mésons différents (composées respectivement de 3 quarks ou d'une paire quarks anti-quarks) :?


je te laisse faire le calcul mais dis toi qu'ils sont tous différents mais proche (structurellement...) (je croi .. ops: )

Je voudrai savoir, comment vous savez tant de truc sur la physique quantique, vous etes justes interresser ou bien vous bosser dessus ??
Au fait vous avez quels age (histoire de me "situer" si c'est pas indiscret... ops:

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1fc21400]

Les mésons sont des paires de quarks-antiquarks mais des antiparticules ne sont-elles pas censées s'annihilées ? Comment les mésons peuvent donc exister ? Est-ce le fait que le quark et l'anti n'ont pas la même saveur ? Est ce que leur durée de vie est très faible ?

[Rincevent]

Bonjour

Est-ce le fait que le quark et l'anti n'ont pas la même saveur ?

exactement: l'ensemble formé par les deux n'a pas une "saveur nulle", ce qui implique que cela ne peut pas donner une paire de photons (par exemple) et donc s'annihiler.

Est ce que leur durée de vie est très faible ?

oui, mais les valeurs ne sont pas toutes les mêmes: les processus de désintégration sont divers et liés parfois à l'interaction forte (rapide donc), parfois à l'interaction faible (plus lent).