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Désintegration du proton



  1. #1
    question de principe

    Désintegration du proton


    ------

    une question : pourquoi le proton ne se désintégre pas quand il n'est pas en interaction avec d'autre nucléons ,alors qu'il le fait dans une désintégration béta+ ?(qui est bizarre sachant que la masse du neutron>masse proton ,le proton doit avoir une énorme énergie suplémentaire) merci de me répondre .

    -----

  2. #2
    Karibou Blanc

    Re : Désintegration du proton

    Citation Envoyé par question de principe Voir le message
    une question : pourquoi le proton ne se désintégre pas quand il n'est pas en interaction avec d'autre nucléons ,alors qu'il le fait dans une désintégration béta+ ?(qui est bizarre sachant que la masse du neutron>masse proton ,le proton doit avoir une énorme énergie suplémentaire) merci de me répondre .

    Le proton ne se désintégre pas (dans tous les cas) parce que c'est la particule (composite) la plus légère et que tu dois conserver l'énergie (grosso modo la masse) au cours de la désintégration. Bien sur il pourrait se désintégrer en leptons qui sont eux plus légers, néanmoins dans le modèle standard c'est impossible car les quarks ne couplent pas aux leptons. Ce qui est le cas dans les modèles de grande unification (forte+electrofaible) génériquement, dans ce cas le proton se désintègre (en general trop facilement).


    Dans la réaction beta+, c'est le neutron qui se désintègre en proton, pas l'inverse.
    Well, life is tough and then you graduate !

  3. #3
    mach3
    Modérateur

    Re : Désintegration du proton

    Dans la réaction beta+, c'est le neutron qui se désintègre en proton, pas l'inverse.
    euh ca c'est pas plutot la beta- (émission d'un electron), parce que la beta+ c'est l'émission d'un positron et donc d'un neutron on se retrouve avec deux charges + (proton+positron)

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  4. #4
    Karibou Blanc

    Re : Désintegration du proton

    euh ca c'est pas plutot la beta- (émission d'un electron), parce que la beta+ c'est l'émission d'un positron et donc d'un neutron on se retrouve avec deux charges + (proton+positron)
    oui, beta +/-, peu importe, bien sur que la charge électrique doit être conservée.
    Well, life is tough and then you graduate !

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

    Re : Désintegration du proton

    Et effectivement beta+ c'est un proton qui se transforme en neutron au sein du noyau.

    Alors pour toutes les raisons évoquées par Karibou, cela n'est pas possible à l'état isolé.

    Mais dans le noyau, le proton n'est pas libre, il est lié par interaction nucléaire (résiduelle de la forte) aux autres nucléons, ce qui change un peu la donne (et explique au passage pourquoi le neutron ne se désintègre pas aussi facilement qu'à l'état libre).

    Mais là il nous faudrait un spécialiste de physique nucléaire
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  7. #6
    Karibou Blanc

    Re : Désintegration du proton

    Et effectivement beta+ c'est un proton qui se transforme en neutron au sein du noyau.
    argh, mea culpa... je pensais que ce n'était jamais possible, mais évidemment je raisonnais pour un proton isolé. Et, évidemment encore, dans un noyau, le proton peut "s'appuyer" sur l'interaction avec les pions pour produire un neutron (a priori ca ne me semble pas impossible).
    Well, life is tough and then you graduate !

  8. #7
    brivier

    Re : Désintegration du proton

    a propos de la desintegration beta + où le proton se désintégre en un neutron et expluse un positon.
    si je considere les quark j'ai

    proton (uud) donne neutron (udd) et positon

    j'ai dû mal à voir la logique en raisonnant simplement : je me dis qu'il manque un quark u a la fin et qu'il apparait un quark d

    est ce que je peux dire qu'en fait en quark on a eu la transformation:

    u donne d et positon???

    si oui est ce que un positon est formé de l'antiparticule de d et du quark u ?? pour avoir une sorte de conservation

  9. #8
    Coincoin

    Re : Désintegration du proton

    u donne d et positon??
    Oui, c'est ça. Plus un neutrino aussi.

    si oui est ce que un positon est formé de l'antiparticule de d et du quark u ?? pour avoir une sorte de conservation
    Non. Je ne sais pas faire de joli diagramme, mais en fait le u donne un d est un boson W puis le boson W se désintègre en positron et neutrino. Ça respecte toutes les lois de conservation à respecter.
    Encore une victoire de Canard !

  10. #9
    Gwyddon

    Re : Désintegration du proton

    Il y a une interaction faible en jeu, avec un boson W+ qui joue un rôle :

    et

    Ce qui donne dans un diagramme de Feynman au premier ordre :
    Images attachées Images attachées  
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  11. #10
    Coincoin

    Re : Désintegration du proton

    C'est quand même mieux avec un joli diagramme... Tu les fais avec quoi ?
    Encore une victoire de Canard !

  12. #11
    Gwyddon

    Re : Désintegration du proton

    J'utilise un petit logiciel sympathique écrit en java : jaxodraw

    J'exporte en latex le diagramme, puis je le compile, en extrait le pdf, et le réenregistre en jpg pour le forum.
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  13. #12
    brivier

    Re : Désintegration du proton

    merci pour les explications !!!
    vous parlez d'interaction faible c'est quoi exactement ??? j'ai regardé dans le Pérez et je comprends pas mieux!!!
    moi je connais l'interaction gravitationnelle , electrique et forte entre les nucléons du noyau.

    si qq'un pouvait m'éclairer sur la facon de classer les particules leptons, hadrons, bosons, baryob, méson je comprends mal comment on s'y retrouve .
    il doit bien y avoir une logique

  14. #13
    Gwyddon

    Re : Désintegration du proton

    Hello,

    L'interaction faible est une des quatres interactions fondamentales, et c'est celle responsable des désintégrations radioactives (entre autre).

    Les particules élémentaires sont divisées de plusieurs façons différentes.

    Tout d'abord, selon leur spin : une particule de spin entier est un boson, une particule de spin demi-entier est un fermion.

    Chacune des deux familles a un comportement collectif différent : ainsi deux fermions identiques ne peuvent être dans le même état quantique (c'est ce que l'on appelle le principe de Pauli), et c'est ce qui explique entre autre la cohésion de la matière.

    Les bosons au contraire peuvent tout à fait se superposer, ce que l'on a avec la lumière par exemple (les photons étant des bosons), mais aussi dans le phénomène de condensation de Bose-Einstein.



    Ensuite, on peut distinguer les particules élémentaires dites de matières d'un côté, qui sont les leptons et les quarks, et de l'autre côté les particules qui sont médiatrices des interactions et qui sont des bosons dit de jauges (W, Z, photon, gluon).


    Les leptons sont des particules "légères" (c'est l'origine grecque du nom), dans la pratique ce sont des particules qui ne sont pas sensibles à l'interaction forte : les électrons, muons, tau, et neutrinos associés


    Les hadrons sont des particules non élémentaires, composées de quarks. On y distingue deux grandes familles : les baryons, qui sont composés de trois quarks, et les mésons, qui sont composés d'un quark et d'un anti-quark.


    Voilà voilà
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  15. #14
    Coincoin

    Re : Désintegration du proton

    L'interaction faible est la 4e interaction (gravitation, électromagnétique, forte et faible).

    si qq'un pouvait m'éclairer sur la facon de classer les particules leptons, hadrons, bosons, baryob, méson je comprends mal comment on s'y retrouve .
    il doit bien y avoir une logique
    Attachez vos ceintures, c'est parti !
    Les particules peuvent être divisée en deux catégories (selon que leur spin est entier ou non) : les bosons et les fermions. Les bosons correspondent aux interactions, tandis que les fermions sont ce qu'on peut appeler la matière.
    • Parmi les fermions élémentaires on fait ensuite la distinction suivante :
      • Les leptons (du grec "léger, faible") sont insensibles à l'interaction forte. Il s'agit de l'électron, du muon, du tau et des neutrinos électronique, muonique et tauique.
      • Les hadrons (du grec "fort") sont sensibles à l'interaction forte. Ce sont les quarks (up, down, strange, charm, bottom, top). Les quarks se regroupent pour former :
        • des mésons (du grec "moyen") formés d'un quark et d'un antiquark
        • des baryons (du grec "lourd") (trois quarks).
    • Parmi les bosons élémentaires, on a :
      • le photon pour l'interaction forte
      • 8 gluons pour l'interaction forte
      • les bosons W+, W- et Z0 pour l'interaction faible.
      • (La gravitation n'est pas décrite dans le modèle standard)

    EDIT Croisement avec le message mal présenté de Gwyddon
    Encore une victoire de Canard !

  16. #15
    Gwyddon

    Re : Désintegration du proton

    Sinon comme j'aime bien être tatillon :

    Citation Envoyé par Coincoin
    Les bosons correspondent aux interactions, tandis que les fermions sont ce qu'on peut appeler la matière.
    Les particules élémentaires oui. Parce que l'atome d'hélium 4 est un boson par exemple et c'est bien de la matière
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  17. #16
    Coincoin

    Re : Désintegration du proton

    Si tu veux être tatillon, tu peux aussi dire que mon message donne l'impression que les hadrons sont élémentaires alors qu'en fait ça regroupe les quarks, les mésons et les baryons.
    Encore une victoire de Canard !

  18. #17
    Novocaine

    Re : Désintegration du proton

    Wah super merci les gars, ça m'a pas mal aidé. Moi aussi j'avais du mal à m'y retrouver..

  19. #18
    brivier

    Re : Désintegration du proton

    Citation Envoyé par Gwyddon Voir le message
    Il y a une interaction faible en jeu, avec un boson W+ qui joue un rôle :

    et

    Ce qui donne dans un diagramme de Feynman au premier ordre :
    comment se fait-il que dans les noyaux instables radioactifs cette transformation se fasse ?? quelles conditions ne sont pas presentes pour un noyau stable??

  20. #19
    Gwyddon

    Re : Désintegration du proton

    Bonjour,

    C'est une histoire liée à l'interaction avec les autres nucléons au sein du noyau. Il y a une courbe décrivant la stabilité des noyaux, dite courbe d'Aston.

    Lorsque l'on prend les modèles décrivant le noyau atomique, on se rend compte qu'il y a plusieurs choses qui rentrent en ligne de compte pour la stabilité du noyau : le nombre de nucléons, la différence entre le nombre de proton et le nombre de neutron, le principe de Pauli, etc...

    Tout cela permet d'aboutir à cette courbe dont je t'ai parlée (cf la formule de Bethe-Weizsäcker), et l'on voit que les noyaux lourds ont une trop grande différence neutron/proton, ce qui explique qu'ils cherchent à se rapprocher des noyaux stables via les désintégrations beta.
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

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