Cause de la désintégration bêta

[Seirios]

Bonjour,

Je sais que la désintégration alpha d'un nucléide peut être expliquée par une segmentation du noyau en une particule alpha et en un noyau annexe. Alors plus le nucléide est lourd et plus la barrière d'énergie potentielle empêchant la particule alpha de s'éloigner du noyau, due à l'interaction forte, est faible. Il en résulte alors une probabilité d'éjection de cette particule alpha par effet tunnel plus importante.

Mais qu'en est-il pour les désintégrations bêtas ? Peut-on "segmenter" un proton en anti-lepton et neutrino associé à ce lepton, ou un neutron en lepton et anti-neutrino associé à ce lepton ?

Ou autrement dit : quelle est la cause de la désintégration bêta d'un nucléon ?

Pourriez-vous m'éclairer sur ce sujet ?

Merci d'avance
Phys2

[A. Bouquet]

Bonjour,

Je sais que la désintégration alpha d'un nucléide peut être expliquée par une segmentation du noyau en une particule alpha et en un noyau annexe. Alors plus le nucléide est lourd et plus la barrière d'énergie potentielle empêchant la particule alpha de s'éloigner du noyau, due à l'interaction forte, est faible. Il en résulte alors une probabilité d'éjection de cette particule alpha par effet tunnel plus importante.

Mais qu'en est-il pour les désintégrations bêtas ? Peut-on "segmenter" un proton en anti-lepton et neutrino associé à ce lepton, ou un neutron en lepton et anti-neutrino associé à ce lepton ?

Ou autrement dit : quelle est la cause de la désintégration bêta d'un nucléon ?

Pourriez-vous m'éclairer sur ce sujet ?

Merci d'avance
Phys2

Imaginer une pareille segmentation du proton en éléments plus ou moins constituants a été essayé, mais cela ne mène en fait nulle part.

Il faut plutôt imaginer que le proton se transforme en un trio neutron-positron-neutrino, aucune de ces 3 particules n'existant au préalable (à la différence de la radioactivité alpha où les nucléons constituant l'alpha sont bien présents dans le noyau initial, quoique indiscernables des autres nucléons de ce noyau).

Dans la version actuelle de la radioactivité bêta, on imagine plutôt que l'un des quarks u du proton se transforme en une paire formée d'un quark d et d'un boson W+, et que le boson W+ se transforme ensuite en une paire formée d'un positron et d'un neutrino.

Le principe est cependant le même: les particules finales ne sont pas présentes dans la particule initiale, mais il existe une probabilité que celle-ci se transforme (se transmute si vous préférez) en deux ou plusieurs autres.

Cette probabilité se calcule dans une théorie où on se donne au départ les particules et les interactions qui les relient (électromagnétique, faible et forte). La particularité de l'interaction faible est de modifier l'identité de la particule qui la subit (le u devient d ici), mais sinon elle ressemble beaucoup aux deux autres, d'où les efforts déployés pour les unifier en une seule.

Cordialement

[Seirios]

mais il existe une probabilité que celle-ci se transforme

Une petite précision : Dans ce calcul de probabilité, quels sont les facteurs qui font augmenter la probabilité de désintégration ? (ou bien diminuer)

[A. Bouquet]

Une petite précision : Dans ce calcul de probabilité, quels sont les facteurs qui font augmenter la probabilité de désintégration ? (ou bien diminuer)

En premier lieu l'énergie libérée (en gros plus elle est élevée, plus la transition est probable), mais c'est nettement moins systématique que pour l'émission alpha et il y a des variations très importantes (dues au recouvrement plus ou moins grand des fonctions d'onde des protons et des neutrons du noyau initial avec celles du noyau final). Ces effets se calculent plus ou moins facilement (plutôt moins que plus) au cas par cas.

Cordialement

[Seirios]

D'accord, merci beaucoup pour vos réponses !