Relation masse énergie

[Balkiara]

Bonjour,
Est-ce que l'énergie et la masse son 2 états d'une même chose ? Pour faire une allégorie simpliste comme l'eau et la glace une même chose dans 2 états diffèrent ?
E=mc² me dis qu'il y a corrélation si E change m change mais cela ne me dit pas (selon moi) que l'un EST l'autre mais quand je regarde c'est 2 exemples :

Fission d'uranium (masse devient énergie)
La masse résultante est inférieur a la masse initial et l'énergie résultante est supérieur à l'énergie initial.
Il y a perte de masse mais gain d'énergie donc la masse initiale perdu devient l'énergie résultante gagné.

Collision de particule de haute énergie (énergie devient masse)
La masse résultante est supérieur à la masse initial et l'énergie résultante est inférieur a l'énergie initial.
Il y a gain de masse mais perte d'énergie donc l'énergie initial perdue devient la masse résultante gagné.

Mais le principe de conservation de l'énergie me dit que l'énergie initial et final sont identique mais au vu de c'est 2 exemples si masse et énergie ne sont pas la même chose se principe est violé j'ai donc tendance à en conclure qu'énergie et masse sont la même chose.

Est-ce que considérer une masse comme de l'énergie est-il correct et inversement ?
Pourriez-vous me confirmer ou réfuter mes conclusions ?
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[Deedee81]

Salut,

Pour moi c'est correct. La masse n'est jamais qu'une forme d'énergie.

Je suis en train de faire une série youtube sur l'énergie et j'en ferai une sur la masse. Si tu veux je te communiquerai ça (par MP).

[Balkiara]

Merci pour ta réponse aurais tu des sources qui confirme cela ?
Cela soulève une autre question chez moi si je fais la somme des masses des protons, neutrons et électrons d'un atome le résultat sera supérieur à la masse de cette atome logique une partie de la masse est devenue énergie de liaison mais d’où est partie cette masse les éléments dans un atome sont diffèrent de ces mêmes éléments hors atome ? la masse d'un proton (pour prendre un exemple) est variable qu'il soit seul ou dans un atome ?

PS : oui je veux bien que tu me communique tes vidéos quand elles seront disponibles

[XK150]

Salut ,

Le nombre de nucléons reste identique avant et après la réaction nucléaire : l'énergie dégagée provient de la différence entre les énergies de liaison avant et après .

[A voir en vidéo sur Futura]

[Balkiara]

Ah oui pour le nombre de nucléons je suis tout à fait d'accord avec toi il ne change pas lors d'une réaction nucléaire je parlais bien la masse du system avant et après réaction et non du nombre de nucléons ma question était est-ce que masse et énergie sont la même chose il n'a nullement été question de perte de nucléons mais de perte de masse et si masse et énergie sont la même chose peut-on considéré qu'une particule hors nucléide est le même que lorsqu'elle est dans un nucléide ?

De plus si je comprends bien au sein du vide existe le champ de Higgs les particules interagisse ou interagissait avec, à un moment il y a eu une "brisure de symétrie" qui a conféré aux particules en se couplant a ce champ une masse quelle ont conservé par la suite.
Donc se phénomène qui à donner la masse aux particules n'a plus lieu, leur masse est le résultat d'une interaction il y a longtemps, alors si une particule perds de sa masse comme l'interaction qui lui a conféré n'a plus lieu une particule ne peut que perdre de la masse donc au fur et à mesure des réactions, désintégrations ou autre phénomène qui transformera masse en énergie, la masse d'un particule va tendre vers zéro puisque le phénomène qui lui à conféré de la masse n'a plus lieu ?

[XK150]

C'est le même nucléon , mais il faut faire la distinction entre nucléon libre et nucléon lié :
la masse d'un nucléon lié est toujours inférieure à celle du nucléon libre : c'est le défaut de masse qui est aussi l'énergie de liaison .

[Balkiara]

Ok et un nucléon libre un toujours la même masse ? ou cela dépend de s'il y déjà été lié ou non et combien de fois ?
Et un nucléon lié sa masse varie selon le nombre de liaison j'imagine ?
La masse d'un nucléon qui se trouve dans de l'hélium à une masse plus grande qu'un nucléon dans de l'uranium vu qu'il y a plus de liaison dans le dernier donc plus de défaut de masse ?
Et quid de l'interaction avec le champ de Higgs qui n'a plus court ? un nucléon verra sa masse tendre vers 0 ?

[Sethy]

Le défaut de masse passe par un maximum qui se situe aux alentours du Fer (de mémoire).

C'est pour cela qu'il est possible de faire de la fusion nucléaire d'éléments légers (et de récupérer de l'énergie) et de faire de la fission (et de récupérer de l'énergie) d'éléments lourds

[Deedee81]

Salut,

Le défaut de masse passe par un maximum qui se situe aux alentours du Fer (de mémoire).

Mémoire bonne : https://fr.wikipedia.org/wiki/Fichie...cl%C3%A9on.svg

Merci pour ta réponse aurais tu des sources qui confirme cela ?

A part te renvoyer vers des cours de relativité restreinte, je ne vois pas.

EDIT Comme ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Relati...rgie-impulsion
C'est cours mais quand même assez complet. A partir de l'endroit pointé il y a tout ce qu'il faut, mais si tu ne maîtrises pas, ce qui précède sera nécessaire !

La masse d'un nucléon qui se trouve dans de l'hélium à une masse plus grande qu'un nucléon dans de l'uranium vu qu'il y a plus de liaison dans le dernier donc plus de défaut de masse ?

Voir le lien ci-dessus qui donne l'énergie de liaison par nucléon. C'est sacrément compliqué à calculer. D'une part l'interaction nucléaire est complexe et à courte portée (un nucléon n'interagit qu'avec ses voisins). Les nucléons se disposent en couches sur les orbitales (tout comme les électrons autour du noyau) avec la complication qu'on a deux types de nucléons. Et il y a des effets importants liés aux spin.
EDIT plus la charge des protons et des effets de "surface" (du noyau)

Tu as un graphique plus complet à ce sujet ici :
http://res-nlp.univ-lemans.fr/NLP_C_...Contenu29.html
(avec quelques explications technique, mais la physique du noyau faudrait bien une centaine de page, au bas mot).

Et quid de l'interaction avec le champ de Higgs qui n'a plus court ? un nucléon verra sa masse tendre vers 0 ?

L'interaction avec le Higgs ne cesse jamais. Mais de toute façon, il n'intervient que pour quelque pourcents dans la masse d'un nucléon. L'essentiel de sa masse est due à l'énergie de liaison positive ici (*) et à l'énergie cinétique des quarks et gluons qui le composent.

(*) Ici elle est positive ce qui est inhabituel pour un système lié. Ici la liaison est garantie par le "confinement", lié au caractère de liberté asymptotique de l'interaction forte. C'est une interaction très compliquée décrite par la chromodynamique quantique relativiste. Les calculs sur réseaux sur des supercalculateurs on confirmés les valeurs mesurées.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Interaction_forte
https://fr.wikipedia.org/wiki/Libert%C3%A9_asymptotique
https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_chromodynamics (la version en français est un peu maigre)
https://en.wikipedia.org/wiki/Color_confinement (idem)

Notons que à cause du confinement (les gluons étant aussi colorés) l'interaction forte n'agit que dans un nucléon, l'interaction nucléaire est un "restant" dû à l'échange essentiellement de mésons pi virtuels (et quelques autres)., très massifs d'où là aussi une courte portée.

Pour donner une idée des difficultés théoriques et calculatoires.
Est-ce que tu sais comment calculer les orbitales des électrons dans un atome ? Avec l'équation de Schrödinger :
https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89...hr%C3%B6dinger

Hé bien, les calculs en interaction forte et nucléaire est à ce calcul des électrons
ce que le calcul des électrons est à l'arithmétique de l'école primaire.
Ca donne une idée de la difficulté !