Bonjour
Une question simple.
Quel est le facteur dominant dans la durée de vie d'une particule. Je ne parle pas des particules composées de quarks mais de toutes les autres particules.
En fait si l'on part d'un principe qu'elles ont la même base commune l'énergie pourquoi les muons ont une durée de vie très courte et les électrons aussi longue.
En fait on pourrait dire le champ de Higgs. Mais cela de ferait que repousser la réponse.
Cordialement
En très gros, c'est la masse (plus c'est massif, plus c'est instable), plus rigoureusement c'est le nombre de modes de désintégration possibles et la constante de couplage associée à chaque mode.Envoyé par Daniel1958
C'est comme ça que la "largeur" du boson Z neutre (c-à-d l'imprécision sur sa masse, elle même liée à sa demi-vie) a permis de conclure qu'il n'y avait que trois familles de particules. Une famille supplémentaire aurait signifié un neutrino supplémentaire et donc une voie de désintégration supplémentaire pour Z°.
Dernière modification par Gilgamesh ; 04/12/2022 à 11h02.
Parcours Etranges
Bonjour,
Déplacé en physique (c'est de la pure physique des particules, pas de l'astrophysique).
Merci
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Il y a une règle universelle en physique des particules : si quelque chose peut se produire, il se produit.
Cela veut dire que si une interaction respectant les lois de conservation est possible, alors elle se produira.
Et à l'inverse, si elle ne peut pas se produire elle ne se produit pas (celui qui m'appellera Lapalisse aura... raison)
Ainsi, une particule ne peut se désintégrer en qu'en particules plus légères (sinon on aurait une violation de la conservation de l'énergie). Et les seules particules plus légères que l'électron sont le photon et le neutrino. Mais comme ces derniers sont neutres.... une telle désintégration n'est pas possible (cela violerait la conservation de la charge électrique).
Donc l'électron est strictement stable, durée de vie infinie.
Tandis que le muons a un compère : l'électron. Même charge électrique (et autre charges) mais plus léger. Désintégration possible (notons que la saveur est différente, mais elle n'est pas conservée sous interaction faible, ce qui explique que les désintégrations sont "lente" : ça se chiffre en secondes jusqu'à des microsecondes, alors que les collisions entre hardons provoquent des interactions ne durant que des millième de milliardième se seconde et soumis à l'interaction forte. Faible = lent, fort = rapide, ce fut d'ailleurs comme ça qu'on les découvert initialement !!!!)
Alors plus massif, plus instable ? Oui, forcément. Car il y a alors un tas de manière d'avoir une désintégration (le résultat n'est pas nécessairement unique, beaucoup de modes de désintégration existe). Plus de possibilités => plus facile => plus rapide
A cote de ça on observe de grosses différences dans les durées de vie, parfois pour des masses proches. C'est extrêmement complexe. Les désintégrations (et autres interactions) dépendent des types d'interactions (fortes, faibles, électromagnétiques) et des différentes charges mais aussi du spin (et l'isospin). Et les particules sont souvent composites. Et les calculs de durées de vies montrent bien pourquoi il y a ces disparités : on a des formules extrêmement complexes. Même le calcul de la durée de vie du positronium (qui est le cas sans doute le plus simple) nécessite des calculs à rallonge. Une dizaine de pages de calculs ardus pour quelques ordres de la théorie des perturbation. Et donc, il ne faut pas s'étonner des différences importantes.
on a même des cas/particules appelés résonances (typiquement liés à l'interaction forte). Leur nom est bien vu car dans les diffusion ce sont les résonances due à la structure interne des hadrons (on observe ça aussi dans la diffusion des électrons par des atomes par exemple). on a ainsi des particules dont la durée de vie est si courte qu'on ne sait même pas la mesurer !!! (trajectoire "ponctuelle" dans les détecteurs). Donc des durées de vie incroyablement courtes (mais on sait le calculer et on peut mesurer d'autres paramètres comme ce qu'on appelle la largeur en énergie et qui est liée au principe d'indétermination de Heisenberg. Ce type de désintégration est lié à l'interaction forte, pas la faible).
Dernière modification par Deedee81 ; 04/12/2022 à 12h54.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Donc globalement. On pourrait être capable mathématiquement de determiner " la durée de vie" d'une éventuelle nouvelle particule ?
Cordialement
Oui, si on en sait assez sur la nouvelle particule
On peut très bien détecter une nouvelle particule sans avoir beaucoup d'informations sur elle. Il faut connaitre sa masse, sa structure (si composite), son spin, ses charges, ses constantes de couplage...
Dans certains cas il y a des paramètres libres (malheureusement, en attendant mieux) qui ne sont donc pas calculable. Ca vient de la renormalisation ou dans les méthodes non pertubatives, comme les méthodes des relations de dispersions, de singularités dans le plan complexe des amplitudes. Mais à ma connaissance (*), pour les durées de vie, tout le reste étant connu (calculé ou mesuré), on sait toujours le calculer, même pour le Higgs.
Même si ça se fait souvent sur calculateur, pas à cause des problèmes de calculs analytiques irréalisables et nécessitant du calcul numérique, mais juste parce que les calculs sont trop longs à la main !!!! Rien que le moment magnétique anomal c'est 891 diagrammes et donc autant d'intégrales compliquées + la renormalisation. Alors pour des particules un tant soit peu complexe !!!! Heureusement les ordinateurs ne font pas que du calcul numérique, ils peuvent aussi faire du calcul "symbolique" (des formules, j'ai même déjà écrit un programme pour ça, c'était chouette à faire d'ailleurs, écrit en C#, mais pour du calcul tensoriel : en RG, pas en physique des particules)
(*) je n'oserais pas me prononcer pour les particules supersymétriques, l'axion etc... Je ne connais pas assez la théorie.
Dernière modification par Deedee81 ; 04/12/2022 à 13h39.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Question vache comme être sûr qu'il n'y a pas eu un bug... Car là il peut y avoir l'effet multiplicateur dévastateur. Quel boulot de débogage ???Même si ça se fait souvent sur calculateur, pas à cause des problèmes de calculs analytiques irréalisables et nécessitant du calcul numérique, mais juste parce que les calculs sont trop longs à la main !!!! Rien que le moment magnétique anomal c'est 891 diagrammes
heu ce n'est pas Constante de couplage (théorie des cordes) mais plutôt Source Wikipédiaconstante de couplagePhysique des particules
En physique des particules, le modèle standard introduit trois constantes de couplage associées aux trois interactions fondamentales :
la constante de structure fine, constante de couplage de l'interaction électromagnétique : nombre sans dimension qui compare la charge élémentaire au produit hc ;
la constante de couplage de l'interaction nucléaire forte ;
la constante de couplage de l'interaction nucléaire faible.
Je te remercie. Cela veut dire que l'on avance avec un corpus théorique assez complet. Je dis ça car j'ai lu que l'on n'avait pas réellement "vu" le boson de Higgs. Mais on en était quasiment sûr vu que le niveau d'énergie était "le bon" mais sa brièveté de vie aurait été impossible à determiner avec nos instruments actuels.
Finalement si je comprends on est prêt théoriquement (c'est un bond de géant par rapport aux années 60) mais il manque les résultats expérimentaux pour confirmer. Finalement (je me répéte) théoriquement que reste-t-il à découvrir ?
La moindre question de je pose (sur le temps, les durées de vie) trouve facilement une réponse sur le forum. J'en conclu que le savoir théorique est immense et pourtant ....
Cordialement
Ps pour moi la durée de vie de l'électron et du proton importe peu. C'est du très très long terme/
On utilise des librairies sophistiquées et déjà bien débuguées. on ne réécrit pas un programme complet à chaque fois (heureusement ! Ce serait un cauchemar ! Le debugging j'en fais tous les jours, c'est mon taf, alors je sais ce que je dis... au moins sur ça).
Oui manquait un pluriel pour les constantes, désolés
Déjà il est neutre donc ne laisse pas de trace dans les détecteurs. Comme le neutron du reste. Mais les mesures sont à cinq sigmas (et même mieux depuis) et donc personne de sérieux ne nierait l'existence réelle du Higgs.
Hé oui, immense, des années d'études poussées et très techniques pour commencer à le maîtriser. Et tout n'est pas compris (par exemple les divergences asymptotiques sont chiantes, et pour les méthodes analytiques il y a un problème à résoudre avec un prix d'un million de dollars
Bah, heureusement que ce n'est pas que pour toi
Je ne crois pas que quelqu'un de sérieux remettrait la durée de vie infinie de l'électron en cause (because conservation de la charge, invariance de jauge U(1), c'est du bêton, sauf peut être théorie TRES spéculative).
Par contre la stabilité du proton n'est pas sûr et certaine et c'est une question capitale (c'est lié aux théories supersymétriques) et en plus lié aux conditions de Sakharov sur l'origine de l'absence d'antimatière (ou presque) dans l'univers.
Dernière modification par Deedee81 ; 04/12/2022 à 14h42.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Fermé à la demande de Daniel1958.
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