Conversion d'energie en matière,
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Conversion d'energie en matière,



  1. #1
    geeko

    Conversion d'energie en matière,


    ------

    Bonjour,

    On sait avec la formule e=mc2 que matière égale énergie.
    Que l'un peut être convertit en l'autre.

    Ma question est la suivante:

    J'ai en tête beaucoup d'exemple de la conversion matière->énergie, mais existe-t-il des phénomènes astrophysique ou de l'énergie est convertit en matière?

    Est-ce possible même en laboratoire de prendre de l'énergie pure (sous quel forme?) pour créer de la matière?

    Merci!

    -----

  2. #2
    Geb

    Re : Conversion d'energie en matière,

    Bonjour,

    Deux photons gamma (de la lumière très énergétique) peuvent créer un électron et un positron (anti-particule de l'électron) lorsqu'ils entrent en collision avec une énergie suffisante.

    La première fois qu'on a tenté l'expérience c'était en 1997 il me semble, aux États-Unis. Cette expérience avait été proposé théoriquement dès 1934. Voir cet article (en anglais) :

    Scientists Use Light To Create Particles

    Cordialement.
    Dernière modification par Geb ; 19/01/2012 à 09h58.

  3. #3
    geeko

    Re : Conversion d'energie en matière,

    Merci pour ta réponse,

    J'imagine que ce phénomène ne se produit pas de façon naturel dans l'espace,

    Et que toute la matière présente a été créé a tout premier instant de l'univers.

  4. #4
    Geb

    Re : Conversion d'energie en matière,

    Citation Envoyé par geeko Voir le message
    J'imagine que ce phénomène ne se produit pas de façon naturel dans l'espace
    À l'époque, la conversion d'énergie en matière était encore possible parce que la température moyenne de l'Univers était supérieure à l'énergie au repos d'un électron (511 keV). Un eV équivaut à 11605 Kelvins. La conversion de 2 photons gamma en un électron et un positron n'est donc plus possible depuis que la température de l'Univers est inférieure à ~5,93 milliards de Kelvins. C'est le cas depuis 10 secondes environ après le Big Bang.

    Voir ici : Timeline of the Big Bang

    Cela dit, il y a des phénomènes dans l'Univers qui permettent l'émission de photons gamma a une énergie parfois bien supérieure à 511 keV. Que l'on pense simplement aux supernovae. Donc ce phénomène est toujours possible, mais dans des situations très particulières, et en quantité extrêmement faible par rapport à la totalité de la matière baryonique dans l'Univers observable.

    Le LHC nous permettra bientôt d'analyser des collisions de protons à 7 TeV. Ainsi, la température de la matière lors des collisions sera d'environ 8 x 1016 K. Le LHC, lorsqu'il pourra opérer à énergie maximale, sera donc capable, de reproduire l'état de la matière lorsque la température moyenne de l'Univers était aussi élevée, c'est-à-dire d'après les spécialistes, environ 10-25 seconde après le Big Bang.

    Cordialement.
    Dernière modification par Geb ; 21/01/2012 à 17h02.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Geb

    Re : Conversion d'energie en matière,

    Citation Envoyé par geeko Voir le message
    Et que toute la matière présente a été créé a tout premier instant de l'univers.
    Désolé pour le double post, mais si ça t'intéresse, je te conseille de lire cette publication de 2009, relativement facile à comprendre :

    Where galaxies really come from

    Il explique, succintement et sans entrer dans des détails trop techniques, une théorie décrivant la "création" de la matière à partir de particules virtuelles du vide quantique pendant la phase d'inflation avant 10-32 seconde après le Big Bang.

    Au passage, on y apprend un tout petit peu plus sur les nombreuses contributions de ce bon vieux Hawking qui le rendent si célèbre auprès de la communauté des physiciens théoriciens, au-delà de son remarquable travail de vulgarisation auprès du "grand public".

    Cordialement.
    Dernière modification par Geb ; 21/01/2012 à 21h35.

  7. #6
    geeko

    Re : Conversion d'energie en matière,

    Merci pour tes liens Geb,

    Je vais definitivement y jeter un oeil!!

    juste une chose, 2 photons gamma peuvent créer un électron et un positron, donc j'imagine que ces particules vont s'annihiler rapidement et être a nouveau convertis en rayonnement. (2 photons a nouveau j'imagine..)

    Donc il a probablement plus de création 'durable' de matière...

  8. #7
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Conversion d'energie en matière,

    Citation Envoyé par geeko Voir le message
    juste une chose, 2 photons gamma peuvent créer un électron et un positron, donc j'imagine que ces particules vont s'annihiler rapidement et être a nouveau convertis en rayonnement. (2 photons a nouveau j'imagine..)

    Donc il a probablement plus de création 'durable' de matière...

    Oui, c'est transitoire.

    On trouve des phénomènes massifs de création de paires dès que la température dépasse qq milliards de K. Certains modèles de supernova sont basé dessus, pour des étoiles de masse très élevée (~ 200 masses solaires). La création de paires diminue la pression centrale et pourrait engendrer une instabilité conduisant à l'implosion du coeur.

    a+
    Parcours Etranges

  9. #8
    invite7e9d8fab

    Re : Conversion d'energie en matière,

    l'une des phenomes astrophysiques qui confirme ou demontre l'existance du conversion d'energie en matiere est la fusion nucleaire dans les etoiles..,la ou deux protons(noyaux d'hydrogenes) fusionne pour donnee de l'energie., qui ensuite produit une paire de matiere et d'anti-matiere qui instantanement se transforme en energie reyonnante, plus precisement le rayonnement gamma.

    reppelons que tout cett processus de transformation d'hydrogene en rayons gamma en passant par la liberation de l'energie de fusion qui donne par suite les paire matieres anti-matieres pour enfin donner la lumiere ne dure que quelques milliardiemes des secondes...!!!!

  10. #9
    yohann2008
    Invité

    Re : Conversion d'energie en matière,

    Bonjour,

    Le sujet m’intéresse savait vous que ce passe t-il si deux photons inférieur a 511KeV rentre en collision ? et y'a t-il un autre moyens de crée un ensemble particules-antiparticules avec juste 1 photon ?

  11. #10
    Xoxopixo

    Re : Conversion d'energie en matière,

    Bonjour,

    Citation Envoyé par Yohann2008
    Le sujet m’intéresse savait vous que ce passe t-il si deux photons inférieur a 511KeV rentre en collision ? et y'a t-il un autre moyens de crée un ensemble particules-antiparticules avec juste 1 photon ?
    Oui je pense, mais pas tout à fait de cette manière.

    Il est d'abord nécéssaire de reposer la question initiale.
    Transformer de l'energie en "matière" c'est se poser la question si la "chose" que l'on a plaçé dans la catégorie "energie" peut perdre ou obtenir une ou des propriété(s) qui font que l'on peut placer la "chose" dans la catégorie "matière".

    On place de manière générale les ondes dans la catégorie energie, et les particules dans la catégorie matière.
    (L'existence d'une dualité onde/corpuscule rend cette notion floue et montre bien que la catégorisation est un point de vue lié à l'observateur)

    Avec l'exception notable que ce qui ne possède pas de masse est plaçé dans la catégorie energie; le photon par exemple.
    Le photon possedant de ce fait une energie cinétique "virtuelle", qui se manifeste concretement lors de son absorbsion par un effet de recul, il cède son "energie ondulatoire" sous forme d' "energie cinétique".
    Citation Envoyé par Wikipedia
    La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible.
    Les quatre états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux, l'état plasma.
    La matière occupe de l'espace et possède une masse.
    Ainsi, en physique, tout ce qui a une masse est de la matière.
    (..)
    La matière en physique des particules
    La matière au niveau fondamental est constituée de quarks et de leptons.
    Les quarks se combinent pour former des hadrons, principalement des baryons et des mésons via la force nucléaire forte, et sont présumés toujours confinés ainsi. Parmi les baryons se trouvent le proton (dont la charge électrique est positive) et le neutron (de charge électrique nulle), qui eux se combinent pour former les noyaux atomiques de tous les éléments chimiques du tableau périodique. Normalement, ces noyaux sont entourés d'un nuage d'électrons(de charge électrique négative et exactement opposée à celle du proton). L'ensemble formé par un noyau et un nuage qui comprend autant d'électrons négatifs que de protons positifs présents dans le noyau est un atome.
    (..)
    Chaque particule d'atomes est associée à une (anti-)particule d'antimatière (par ex. électron-positron). Une particule d'antimatière se distingue de sa partenaire par le fait que toutes ses différentes "charges" (charge électrique, charge de couleur, spin, ...) sont opposées. Toutefois de telles particules possèdent la même masse.
    Bien que les lois fondamentales de la physique n'indiquent pas une préférence pour la matière par rapport à l'antimatière, les observations cosmologiques indiquent que l'Univers est presque exclusivement constitué de matière

    La matière et la théorie de la relativité
    Les travaux d'Albert Einstein en relativité restreinte nous ont légué la fameuse formule E = mc², où E est l'énergie au repos d'un système, m est sa masse et c est la vitesse de la lumière dans le vide. Cela implique donc que la masse est équivalente à de l'énergie et vice-versa.Ainsi par exemple lorsque plusieurs particules se combinent pour former des atomes, la masse totale (au repos) de l'assemblage est plus petite que la somme des masses des constituants (au repos) car en fait une partie de la masse des constituants est convertie en énergie de liaison, nécessaire pour assurer la cohésion de l'ensemble. On appelle ce phénomène le défaut de masse.
    Ce même physicien a établi le lien entre la courbure de l'espace-temps et de la masse-énergie grâce à la théorie de la relativité générale : la masse (l'inertie) de la matière (ou une équivalence en énergie) courbe l'espace-temps et l'espace-temps "indique" les géodésiques à suivre, les trajectoires possibles. Ainsi, en relativité générale, la matière et l'énergie sont regroupées sous la même bannière et une façon d'en mesurer la quantité est d'observer la courbure de l'espace-temps qui les contient.
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Mati%C3%A8re

    Selon ce point de vue, l'absorbsion d'1 photon par un atome est donc un exemple de transformation d'énergie en matière.
    Une des propriétés de l'atome est changée par l'action d'un photon.
    L'atome pouvant être considéré comme faisant partie de la catégorie "matière".

    Cette interpretation peut amener à critiques mais je reste ouvert aux avis et correctifs.
    En bon vivant, rien ne vaut un bonne logique ternaire.

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