Question sur l'immortalité de l'électron

[justine&coria]

Tout d'abord, je vais me répéter et dire que j'adore vraiment ce forum de discussion. J'en apprend tous les jours (même si je comprends pas toujours tout ). Donc, merci à ceux qui permettent à ce forum d'exister.

La parenthèse étant fermée, j'ai une question qui me trotte dans l'esprit depuis quelques jours.
Je sais que l'électron est éternel, immortel. Et je me suis souvent demandé pourquoi, sans trouver de réponse !!

Sauf, que récemment, dans un fil de discussion (de ce même forum), j'ai appris qu'à la vitesse de la lumière, le temps n'existait plus : il restait figé !!!

Alors, voilà : je voudrais savoir si c'est le fait que l'électron atteint parfois la vitesse de la lumière qui lui confère son immortalité.
En effet, si à la vitesse de la lumière le temps est figé, on peut imaginer qu'un électron ne subit pas les lois du temps, voire recommence sa "vie" à 0 !

Je sais aussi, qu'en ce qui concerne l'électron, il y a une dualité onde-particule (selon l'équation de Planck : p = h / lambda). Est-ce que ce serait alors, le fait que l'électron "devient parfois" une onde qui rend cet électron immortel?
(d'ailleurs, je me demande si les 2 hypothèses que je donne ne s'équivalent pas !!)

Alors, voilà, je voudrais savoir si j'ai raison de penser ainsi.
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[mtheory]

Bonsoir,on ne sait pas si l'électron est immortel .On sait juste qu'il peut durer plus de 10³² ans je crois,comme le proton.

[deep_turtle]

Alors, voilà : je voudrais savoir si c'est le fait que l'électron atteint parfois la vitesse de la lumière qui lui confère son immortalité.

Alors non. L'électron, comme toutes les particules massives, n'atteint jamais la vitesse de la lumière. En fait, on observe qu'il est stable même quand il a une vitesse très faible. Sa stabilité est donc bien une propriété intrinsèque.

Par contre, le phénomène que tu mentionnes existe, c'est-à-dire que si on donne une grande vitesse à des particules instables (pas l'électron donc, mais par exemple des muons ou des pions), alors on se rend compte qu'elle deviennent un peu moins instables. Plus précisément, elles mettent plus de temps à se désintégrer. C'est un effet relativiste connu sous le nm de dilatation des temps, il a été beaucoup discuté sur ce forum...

[justine&coria]

Bonsoir,on ne sait pas si l'électron est immortel .On sait juste qu'il peut durer plus de 10³² ans je crois,comme le proton.

Aïe, tu casses toute ma réflexion !

Alors, j'ai d'autres questions :

- que devient l'électron après 10³² ans ? Est-ce que ça veut dire que l'Univers a un âge maximal de 10³² ans ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[mtheory]

Aïe, tu casses toute ma réflexion !

Alors, j'ai d'autres questions :

- que devient l'électron après 10³² ans ? Est-ce que ça veut dire que l'Univers a un âge maximal de 10³² ans ?

Ben on sait pas!Si rien ne vient produire des électrons pour remplaçer ceux qui se désintégrent (peut être) alors oui cela poserait une limite d'age à l'Univers.
Toutefois il est clair que les atomes dans l'Univers datent d'au plus 13.7 milliard d'années!
Par contre on pense que les protons peuvent se désintégrer au bout de 10³⁴ ans mais c'est théorique et donc à partir de disons 10⁴⁰ c'est clair qu'il ne devrait plus y avoir de proton dans l'Univers

[invite8ef897e4]

Peut-etre me trompe-je, mais il me semble que cette valeur de 10^32 ans pour le proton n'est pas valable pour l'electron.

En effet, la conservation du nombre baryonique n'est pas assuree, et meme certaine theorie prevoient la decroissance du proton. 10^32, c'est la borne inferieure sur le temps de vie du proton, mais a ce niveau la, il n'y a plus de difference avec l'infini. L'univers est bien plus jeune : quelques dizaines de milliards d'annees tout au plus.

En revanche, personne ne doute de la stabilite de l'electron a ma connaissance. Le raison est la conservation de la charge et du nombre leptonique : l'electron est le plus leger des lepton charges, il ne peut pas decroitre en quoi que ce soit.

[mtheory]

Peut-etre me trompe-je, mais il me semble que cette valeur de 10^32 ans pour le proton n'est pas valable pour l'electron.

En effet, la conservation du nombre baryonique n'est pas assuree, et meme certaine theorie prevoient la decroissance du proton. 10^32, c'est la borne inferieure sur le temps de vie du proton, mais a ce niveau la, il n'y a plus de difference avec l'infini. L'univers est bien plus jeune : quelques dizaines de milliards d'annees tout au plus.

En revanche, personne ne doute de la stabilite de l'electron a ma connaissance. Le raison est la conservation de la charge et du nombre leptonique : l'electron est le plus leger des lepton charges, il ne peut pas de croitre en quoi que ce soit.

Bonjour humanino,tu as peut être raison! j'ai pas pris la peine de vérifié pour l'électron je me suis juste dis que les études pour le proton,par ex, aurait mis en évidence une désintégration de l'électron mais c'est vrai que le canal de détection pour le proton ne permet peut être pas de voir une éventuelle désintégration pour l'électron.
Et oui je ne connais pas de GUT ,supersymmétrisée ou pas,qui prédisent cela.
Je ne suis pas phénoménologue mais ça doit bien trainer sur arXive ou qq chose comme ça.
C'est vrai que ton argument pour la masse et la conservation de la charge est redoutable!

[mtheory]

Je me disais bien que qlq avait dû penser à de tels processus!
Regarde là page 9:
http://people.roma2.infn.it/~dama/cerulli_ndm03.pdf

[mtheory]

Je me disais bien que qlq avait dû penser à de tels processus!
Regarde là page 9:
http://people.roma2.infn.it/~dama/cerulli_ndm03.pdf

ou encore là:

http://xxx.soton.ac.uk/PS_cache/hep-...12/0312325.pdf

J'en apprends vraiment tous les jours.

[invite79a98872]

Salut, désolé de ressortir ce sujet d'hier.

Je voudrai juste apporter une petite précision par rapport à l'argument de conservation de la charge leptonique : il y a aujourd'hui des champs de recherche testant les violations de celle-ci. On ne peut donc pas s'appuyer sur ce seul argument.

Je me posais aussi une question sur le 10^32, ce ne serai pas la période du proton ? (temps au bout duquel le nombre de protons est divisé par 2) Parce que dans ce cas il y aurait des protons pour encore beaucoup plus de temps (il faudrait 10^64 pour diviser par 4). Mais je ne sais pas du tout ce que j'avance là car je ne sais pas d'où vient ce 10^32.

Voilà, merci. ;o)

[mach3]

hello,

si si, il s'agit bien de la demi-vie, donc la population de proton baisse de moitié au bout 10³² longues années...

dites moi, si le proton se désintégre, il se désintégre en quoi??? (idem pour l'electron si la meme chose pouvait lui arriver)
passque si il devient rien, ca veut dire disparition de matiere, et si on autorise de la matiere a disparaitre, je ne vois pas pourquoi elle ne pourrait pas apparaitre spontanément (je veux dire sans l'antimatiere corespondante).

m@ch3

[invite8ef897e4]

Je voudrai juste apporter une petite précision par rapport à l'argument de conservation de la charge leptonique : il y a aujourd'hui des champs de recherche testant les violations de celle-ci. On ne peut donc pas s'appuyer sur ce seul argument.

Pardonne-moi neutrinoman, ca ne me convainct pas vraiment. Je suis un scientifique, et jusqu'a preuve du contraire, la charge leptonique est conservee. Il y a aussi des gens qui cherchent a prouver que la relativite est fausse, ou que l'energie n'est pas conservee !

[invite79a98872]

Tu as raison humanino
je voulais juste dire qu'il fallait se méfier : ne pas donner à cette conservation un caractère absolu.
En l'occurence j'en parle parce que j'ai travaillé dessus avec l'espoir de prouver cette violation mais il faut encore du temps. (Donc j'y coirs, mais je suis d'accord avec toi)
Pour la conservation de l'énergie au niveau local il a bien fallu la remettre en question, alors pourquoi pas le reste.
Merci

[invite8ef897e4]

Pour la conservation de l'énergie au niveau local il a bien fallu la remettre en question, alors pourquoi pas le reste.

Je suis toujours surpris. Tu as du remarque que je suis pour le moins... conservateur. Peux-tu m'eclairer sur cet affirmation qui me fait trembler a l'idee que mes certitudes s'effondre ? S'agit-t-il du fait que l'energie gravitationelle n'est pas strictement exprimable en terme de densite ?

EDIT : au fait, bon courage pour la charge leptonique. Il est sans aucun doute indispensable que certain d'entre nous testent la validite de ces cheres certitudes

[invite79a98872]

Resalut à tous,
j'ai fais quelques petites vérification dans Physical Review (la bible de la physique des particules!). Il y a bien une durée de vie testée sur l'électron mais je suis moi aussi très surpris du résultat :
Il cherchent à mettre en évidence la réaction (où est la conservation de la charge électrique?) et ils donnent une valeur à 4,6.10^26 ans.

Pour le proton j'y ai trouvé la valeur de 1,6.10^25 ans. Alors bon je ne sais pas trop.

Et enfin j'ai bien trouvé des réactions (rares 1.2%) avec violation du nombre leptonique à 90% CL. Je ne sais pas si c'est concluant, mais on ne peux pas douter des mesures publier dans cette revue.

Voilà ça fait beaucoup de choses.

[invite57e4f988]

Si on parvient à isoler un électron, peut-il vraiment exister? (à O°K, c'est encore mieux)

Parce qu'il y a la gravitation (+), le rayonnement (-) et un sacré gradient de matière (-) (la diffusion),...

Les particules qui ne sont que des formes d'énergies, ne pourraient-elles pas être autre chose : des générateurs d'énergie. Ce qui pourrait leur donner une vie limitée, des rendements + ou - bons et de la perte (rayonnement par exemple). Mais d'où tirerait-il l'énergie?

Normalement, classiquement je devrais dire d'une certaine NRJ. Mais là, j'ai fais l'hypothèse qu'ils la "produisaient" donc pourquoi pas du vide! (80% de vide, ça fait un rendement bas, mais bon, c'est qu'une hypothèse sans théorie mathématiques...).

[invite79a98872]

Alors là désolé je ne suis plus sur la même longueur d'onde
Je ne comprends pas bien ce que tu racontes là ?

Je pense que la gravitation est vraiment négligeable, pour le rayonnement si on l'isole il ne rayonnera plus ? Pour moi l'énergie d'un électron est surtout d'origine cinétique.

Pour les générateurs d'énergie je ne vois pas pourquoi tu penses que les particules produisent de l'énergie ou dans quel sens tu entends ça (désintégration?).
Enfin je ne sais pas trop ce que tu veux dire.

[invite57e4f988]

Eh bien si on isole un électron (donc tout seul au milieu de l'univers...), il est soumis à sa gravité et aux interactions fortes de ses "sous-particules" qui l'empêchent de se disloquer ; mais aussi à qq chose qui l'empêche d'imploser : le rayonnement (pourquoi ne rayonnerait-il pas ) qui semble proche d'un effet de gradien. (et peu-être d'autres choses que je connais pas).

D'après certain, il est immortel donc il est autonome et si on l'isole, il "vit". Mais alors si on lui fournit de l'énergie, il exploserait...

Donc l'électron n'est pas immortel. De ce fait, il ne peut pas être isolé car non autonome. L'électron n'existe donc que par équilibre instable (comme tous les process en bio...). Pour donner une image, vous faites une pyramide d'aiguille et vous poser une bille en haut, c'est une série d'équilibre instable (à qq chose près).

[C'est bien, je viens de répondre à ma question (comme quoi l'intuition, c'est déjà calculé)].

Bon alors comment passe-t-on aux différentes formes d'énergie de l'électron (c'est qu'un exemple d'aillleurs). Et bien pour certain, il y aurait la température, la rencontre avec un photon, enfin des sources d'énergie. Mais qu'est ce qui créer l'énergie? Elle existe depuis le big bang affirme la plupart des gens. Là, si on admet ça effectivement, la conservation de l'énergie est un problème pour "générateur d'énergie".

Alors deux alternatives pour comprendre ce que je viens de postuler (pas vrai sans l'avoir prouver donc) : soit la conservation de l'énergie n'est pas rigoureusement exact (ce que bon nombre vont me reprocher : attaquer le seule principe indémontrable si ce n'est par une expérience à 10^-x près) ; soit l'électron n'est que la forme produite par une machine qui s'appelle Nature physique.

Bon alors pour soutenir mon propos qui pour l'instant n'est pas étayé : En optique, il existe des paradoxes avec des énergies qui doivent être négative si l'on veut constater ce que l'on observe.
Dans la Nature, rien n'est éternel. Il existe toujours des pertes (par frottement, rayonnement, ...) qq soit l'objet considéré sauf dans la théorie pour les objets qui servent d'absolu.
Enfin, si l'on observe une coupe longitudinal d'un tronc d'arbre avec un dépard de branche, on peut observer des lignes étonnement semblable à celle que génère le champ électrique ou magnétique d'un particule. [le tronc donne une branche mais le ? donne-t-il un électron?]

Je sais d'avance que l'idée de comparer à une nature macro rebute les adeptes du quantique, mais souvent il existe sous nos yeux des représentations de ce qui peut exister à des échelles différentes.

[invite57e4f988]

N'hésitez pas à critiquer!

[invite8ef897e4]

N'hésitez pas à critiquer!

puisque tu y tiens...

Eh bien si on isole un électron (donc tout seul au milieu de l'univers...), il est soumis à sa gravité et aux interactions fortes de ses "sous-particules" qui l'empêchent de se disloquer ; mais aussi à qq chose qui l'empêche d'imploser : le rayonnement (pourquoi ne rayonnerait-il pas ) qui semble proche d'un effet de gradien. (et peu-être d'autres choses que je connais pas).

l'electron est ponctuel.

D'après certain, il est immortel donc il est autonome et si on l'isole, il "vit". Mais alors si on lui fournit de l'énergie, il exploserait...

si tu lui fournis de l'energie, il ira plus vite. Tu ne peux pas exciter un electron, il n'a pas de sous-strucure.

Donc l'électron n'est pas immortel.

si l'electron n'etait pas immortel, il faudrait abandonner les theories de jauge. C'est pas demain la veille. En effet, il n'y a pas de particule plus legere chargee, et il faudrait abandonner la conservation de la charge.

soit la conservation de l'énergie n'est pas rigoureusement exact (ce que bon nombre vont me reprocher : attaquer le seule principe indémontrable si ce n'est par une expérience à 10^-x près)

ce principe est demontrable : la conservation de l'energie resulte de l'invariance de la physique sous les translations, c'est a dire les lois sont les memes sur Terre et ailleurs.

soit l'électron n'est que la forme produite par une machine qui s'appelle Nature physique.

comprend pas

Bon alors pour soutenir mon propos qui pour l'instant n'est pas étayé : En optique, il existe des paradoxes avec des énergies qui doivent être négative si l'on veut constater ce que l'on observe.

seules les differences d'energie comptent.

Dans la Nature, rien n'est éternel.

ma religion : les lois sont eternelles et immuables a nous de les decouvrir : c'est la science.

mais souvent il existe sous nos yeux des représentations de ce qui peut exister à des échelles différentes.

voila une remarque tres interessante. Appelons Nottale pour savoir ou il en est

[mach3]

l'electron est ponctuel.

c'est pas plutot un bout corde de 10^-33 metres de long?

[mtheory]

On n'en sait rien si l'électron est ponctuel ou pas.

[invite8ef897e4]

Jusqu'a preuve du contraire l'electron est ponctuel. Experimentalement aujourd'hui, les physiciens trouvent tres pratique que l'electron soit ponctuel et sans sous-structure.

Quant au theories des cordes.... qu'ont-elles apporte a la physique ? Elles ont predit la gravite. Ce n'est pas negligeable : les theories de cordes requierent la gravite. Les theories des cordes sont d'une elegance diaboliques. Je cite juste une seule chose : une fois que vous avez la theorie libre, pas besoin d'ajouter les interactions : elles sont deja determinees. Cela est du au fait qu'il n'y a pas de vertex defini dans l'espace-temps. Bon j'ajoute autre chose : a chaque ordre de perturbation, il y a un seul diagramme.

Neanmoims, plusieurs physiciens connus et reconnus (parmi lesquels notamment Smolin et Rovelli, ainsi que John Baez) soutiennent que les theories des cordes sont superflues parce que la theories de la gravite en boucle est sur le point de quantifier la gravite sans faire d'hypothese supplementaire du type objet etendu (cordes), dimensions supplementaires, ou symetries nouvelles (supersymetries/supergravite)... bref sans faire de nouvelle hypothese physique. Soyons donc prudent avant de faire des affirmations. Les theories des cordes ont produits de nombreux resultats mathematiques, et c'est une excellente chose. Dans mon domaine (QCD), l'espoir initial pour ces theories de decrire les systemes fortement lies (hadrons) grace au cordes semble renaitre grace a la conjecture de Malcadena, qui postule l'equivalence d'une theorie Yang-Mills avec une theorie des cordes. Neanmoins, la theorie yang-Mills dans ce contexte necessite au moins une supersymetrie, ce n'est donc pas QCD. Mais on n'en est pas loin. Et puis la conjecture de Malcadena est formidablement plus vaste encore. Donc : OK les cordes c'est joli et moi aussi j'adore ca, mais s'il vous plait n'affirmez pas que les particules sont des cordes parce que aujourd'hui ce n'est qu'une elecubration (certes elegante et pleine de ressources) de theoricien

[invite8ef897e4]

Pour vous simplifier la tache si vous cherchez Rovelli :
sa page contenant un lien pour obtenir gratuitement son bouquin sur la gravite quantique, qui paraitra chez Cambridge University Press !!! gratuitement et c'est une mine de renseignements, d'une qualite... n'hesitez surtout pas

Maestro Rovelli : if you ever come across this page : merci merci merci (parmi vos illustres talents vous parlez francais n'est-ce pas), gracie ringraziamenti

[invite57e4f988]

Au dernières nouvelles, l'électron n'est pas un point : toutes les particules sont issues de l'association de plusieurs briques élémentaires (le photon, le gluon, le graviton, et je sais plus le dernier(quark peut-être)).

C'est pas parce que c'est "pratique" que la particule soit ponctuelle qu'elle l'est!!!

[deep_turtle]

Au dernières nouvelles, l'électron n'est pas un point : toutes les particules sont issues de l'association de plusieurs briques élémentaires (le photon, le gluon, le graviton, et je sais plus le dernier(quark peut-être)).

Non. Les particules que tu cites sont celles qui assurent lé transmission des interactions fondamentales entre les particules élémentaires (les briques élémentaires) qui forment la matière : quarks, électrons (et d'autres). L'électron est bien une de ces particules élémentaires et est décrit comme un point dans le modèle standard.

[invite57e4f988]

Bon alors pardon et faisons de même avec un proton, ça change pas grand chose.

[invite8ef897e4]

Je ne suis pas sur de bien comprendre ce que tyu veux dire avec le proton : le proton est composite, c'est trivial. On en connait les etats excites ! On l'a vu vibrer ca ne peut-etre un point.

L'interet que l'electron soit ponctuel, c'est pour les gens qui sondent le proton avec par exemple. C'est pas qu'il est pratique de le decrire comme un point. Quoi que tu fasses, il apparait comme un point.

[invite57e4f988]

Peut-on vraiment isoler un point?

Bon à part ça, pouvez-vous rappelez les briques et les forces élémentaires parce que j'ai un peu oublié et un peu mélangé.

Déjà, vous avez rappelez comme brique élementaire : le quark et l'électron.

[deep_turtle]

OK, c'est parti :

Les quarks, qui existent dans le catalogue en 6 saveurs : u,d,s,c,b,t. Ils ont une charge électrique qui les rend sensibles à l'interaction électromagnétique, et aussi une "charge" de couleur (un autre type de charge que la charge électrique, qui les rend sensibles à l'interaction forte. Ils sont aussi sensibles à l'interaction faible.

Les leptons, sensibles seulement à l'interaction faible et l'interaction électromagnétique : les électrons, les muons et les taus.

Les neutrinos, sensibles seulement à l'interaction faible. 3 sortes aussi, électronique, muonique et tauique...

A chacune de ces particules est associée une antiparticule, ce qui double le nombre de pages du catalogue...

La matière qui nous entoure n'utilise que les quarks u et d (qui constituent les neutrons et les protons) et les électrons.