Théorie électrofaible

[Seirios]

Bonjour à tous,

J'ai un petit soucis de compréhension à propos de la force faible, décrite dans le cadre de la théorie électrofaible.

Normalement, une interaction, comme son nom l'indique, est une manifestation entre plusieurs éléments, comme une interaction nucléaire forte entre les différents quarks composant un proton.

Cependant, dans le cas de la théorie électrofaible, on peut observer une manifestion de la force faible sans qu'il y ait interaction. Par exemple, une quark d peut devenir un quark u après émission d'un boson W+, lequel va se désintégrer par la suite en un électron et un anti-neutrino électronique.

Comment expliquer le fait qu'une particule ponctuelle puisse spontannément se désintégrer par force électrofaible ?

Quelqu'un pourrait-il m'éclairer ?

Merci d'avance
Phys2
-----

[invite417be55c]

En général une particule se désintègre parce que sa masse est plus importante que la somme des masses de ses produits (et si cette désintégration conserve un certain nombre de nombres quantiques).

Par exemple dans le cas du neutron qui se désintègre en proton, c'est la différence de masse qui l'explique.

L'interaction faible peut aussi se manifester dans l'échange d'un boson W- par exemple entre un électron et un proton (ou quark up).

Il y a aussi des phénomènes de courants neutres.

[Gilgamesh]

Comment expliquer le fait qu'une particule ponctuelle puisse spontannément se désintégrer par force électrofaible ?

Je rebondis sur l'explication de bongo : il faut considérer que les deux états préexistent en permanence : l'état 'up' et l'état 'down + W+'

Simplement le 2e état nécessite la production d'une particule qui excède la masse de l'état initial. A part ça, elle respecte toutes les autres conservations (charge électrique, de saveur, de couleur etc). C'est permis si ça dure peu de temps.

Donc cet état a lieu avec une faible probabilité en un point donné et d'autant plus que la distance augmente entre les deux particules (d + W+) issue du premier (u).

En un point donné de l'espace il y a une chance qui est en exp(-ax) (x étant la distance, et a une constante, grande si la particule est massive) de trouver une particule W loin de la particule down.

Mais d'une certaine façon, tu peux considérer que la particule est en permanence en état de dissociation entre deux états. C'est juste que c'est réversible jusqu'à une certaine distance entre d et W+, les produits de réaction. Car bien sur il y a une symétrie entre produire d + W+ et u. Et du reste on n'a pas à considérer de prime abord que la particule est plus "u" que "d+W". Ce sont deux états symétriques, qui respectent tout ce qui doit être conservé, sauf l'énergie, mais ça reste permis si ça dure peu de temps. C'est autant l'un que l'autre. Et ce n'est pas qu'une vue de l'esprit, car les deux états u et d+W interfèrent et produisent des effets particuliers. Bref.

De temps en temps W+ est produit trop loin de d et le temps de résorption vers l'équilibre (retours à u) est trop long ce qui permet à W de se convertir à son tour en un autre couple de particule e+ et v. C'est toujours un état symétrique et à l'équilibre. Pareil. Le déséquilibre d'énergie est cette fois dans l'autre sens (W > e+v) Mais on peut toujours revenir en arrière. A la condition que les deux produits de réactions restent en place ! Car s'ils s'éloignent, c'est fini. On ne peut plus revenir en arrière et un proton c'est désintégré.

a+

[invite9c9b9968]

Salut,

Une règle importante à retenir en physique des particules : "si une réaction est possible, elle a forcément lieu"

Et le pire c'est que ça marche...

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteca4b3353]

"si une réaction est possible, elle a forcément lieu"

Tout dépend aussi de l'amplitude de probabilité avec laquelle elle est possible, car de la constante de couplage. mais sinon oui c'est exactement ca. Le seul moyen d'interdire une intéraction c'est en imposant une symétrie que l'interactin considérée ne respecte pas. Sinon, toute interaction qui respecte les symétries de la théorie sera possible. Et de plus, meme si cette interaction n'existe pas au niveau classique, elle pourra se manifester au travers des fluctuations quantiques (ie à l'ordre des boucles).

Comment expliquer le fait qu'une particule ponctuelle puisse spontannément se désintégrer par force électrofaible ?

Par qu'il existe un couplage autorisé par la symétrie electrofaible qui le permet sans violer la conservation de l'énergie. De la meme manière qu'un électron se désexcite en émettant un photon suite à une stimulation d'une fluctuation du champ EM dans le vide (c'est l'émission spontannée), une particule avec une charge faible (cad la plupart du temps, étant composante d'un doublet d'isopin faible) peut se "désexicte", se désintégrer en des particules plus légères suite à une fluctuation du champ de jauge électrofaible dans le vide.

KB

[invite69d38f86]

J'ai un petit soucis de compréhension à propos de la force faible, décrite dans le cadre de la théorie électrofaible.

Bonjour,

L'interaction faible a longtemps été considérée comme ponctuelle.
L'usage du mot force conserve-t il un certain sens aujourd'hui?
Si l'on a bien des bosons véhiculant à distance (courte) une interaction, les notions de caractère attractif ou répulsif résultant de charges ont ils toujours un sens? et si oui que sont les charges ?