l' atomes et ses constituants......

[invite15bc8b69]

Bonjour,

Je voudrais vous demander ce que c' est qu un fermion(je sais juste que c' est une petitte particule dans le noyau de l' atome), son role et ses caractéristiques.

Merci d' avance,

Accro-physique.
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[invite17fdf54e]

Ouh la! C'est un peu compliqué comme question et ça va être dur de répondre avec des concepts simples! (Au vu de ton âge tu dois être en troisième, non?)

En fait toutes les particules élémentaires peuvent être classés en deux familles: les fermions et les bosons. Par exemple l'électron est un fermion et le photon (corpuscule de lumière) est un boson...

Bon, je sais pas si ça va t'aider, mais c'est tout ce que je trouve à dire de simple dans l'immédiat

[invite15bc8b69]

Bonjour et merci pour votre réponse.

En fait, je suis au début de seconde et j' ai presque 15 ans (je suis ne en octobre).

Vu qu' il y a deux catégories de particules, Comment classe-t-on les élements que l'on met dedans?

(désolé si je pose beacoup de questions mais je ne peut pas m' en empêcher... en tous cas merci)

[inviteea5f1405]

tu veux parler des quarks ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite17fdf54e]

Bonjour et merci pour votre réponse.

En fait, je suis au début de seconde et j' ai presque 15 ans (je suis ne en octobre).

Vu qu' il y a deux catégories de particules, Comment classe-t-on les élements que l'on met dedans?

(désolé si je pose beacoup de questions mais je ne peut pas m' en empêcher... en tous cas merci)

Ok, désolé de t'avoir rajeuni alors!

Bon, les particules constituants la matière possèdent une masse et une charge électrique (qui peut-être nulle), ce sont des propriétés intrinsèques de ces particules. Au lycée, on ne parle que de ces caractéristiques là.

En réalité, les particules possèdent une propriété intrinsèque supplémentaire (au même titre que la charge et la masse), que les physiciens appellent le "spin". Le spin est une notion compliqué à expliquer simplement (lié aux symétries de rotation, d'où le nom de spin, en anglais to spin = tournoyer).

Peut-être quelqu'un peut-il proposer une explication accessible du spin??

En tout cas, le spin est soit un nombre entier, soit un nombre demi-entier.
Les particules possédant un spin demi-entier sont des fermions et les particules possédant un spin entier sont des bosons.

Voilà ce qu'on peut dire en première approche!

[invite4f299953]

Les fermions obéissent au principe d'exclusion de W. Pauli alors qu'il peut exister un nombre infini de bosons pour une même valeur d'énergie.

[invitea46d7942]

Peut-être quelqu'un peut-il proposer une explication accessible du spin??

Il y a bien l'image de la rotation de la particule sur elle même, mais le problême est qu'elle est assez inexacte.
Pour l'expliciter sans qu'elle ne soit trompeuse, je dirais qu'en physique classique, une notion appelée "moment cinétique" ou "moment angulaire" est liée à la rotation. Par exemple, la Terre tournant sur elle même possède un moment cinétique du fait de cette rotation. Le moment cinétique peut être vue en quelque sorte comme la "quantité de rotation".
La mécanique quantique est une étrange théorie dans laquelle certaines notions classiques disparaissent (comme la notion de force ou de trajectoire), tandis que d'autres survivent mais sont en quelques sorte ré-interprétées (comme la notion de moment cinétique). Lorsqu'on dit qu'une particule a un certain spin, cela veut dire qu'elle a un certain moment cinétique. Par analogie avec la physique classique, on pourrait être tenté d'interpréter le moment cinétique de la particule comme la conséquence du fait que la particule tourne sur elle-même, mais ceci est inexact, car d'une part les particules élementaires sont considérées comme ponctuelles, et parler de "rotation sur lui même" pour un point n'a pas grande signification. D'autre part, même si ces particules n'étaient pas ponctuelles, on peut tout de même donner une limite à leur taille, et on peut facilement calculer que si le moment cinétique était dû à la rotation de la particule sur elle même, il faudrait que les parties superficielles de l'électron aillent plus vite que la lumière. Le moment cinétique en mécanique quantique n'est donc plus lié aux mouvements de rotations, mais plûtot, comme l'a dit Toto, à une notion assez abstraite de symétrie.

Pour être complet (j'espere que je ne t'en met pas trop d'un coup), en Mécanique quantique le moment cinétique (ou le spin) des particules ne peuvent prendre que certaines grandeurs qui, dans un systeme d'unité adapté, sont soit entier, soit demi-entier. Toutes les particules qui ont un spin demi-entier (1/2, 3/2, 5/2 etc...) sont appelées fermions (en l'hommage au physicien Enrico Fermi), tandis que les particules qui sont entier (0,1,2) sont appelées bosons (en l'hommage au physicien Bose). Ces deux sortes de particules ont des comportements très peu banales lorsqu'elles sont en présence de particules identiques à elles mêmes. Pour donner une image très vulgaire de leurs comportement, tandis que les bosons d'une même espece tendent à faire la même chose (un peu comme des moutons), les fermions sont des solitaires.

[invite17fdf54e]

Pour le spin j'avais entendu l'analogie avec les cartes à jouer, mais je ne sais pas en réalité ce que ça vaut et dans quelle mesure ça correspond au spin des particules:

En gros, pour une carte comme un 5 de coeur, ne possédant pas de symétrie particulière, il est nécessaire de lui faire faire un tour entier pour qu'elle se retrouve dans sa position de départ. Un tel objet posséderait un spin 1.

Pour une dame de coeur, il suffirait de lui faire faire un demi-tour pour retrouver la position initiale. On lui attribuerait un spin 2.

Une étoile à trois branches posséderait un spin 3...etc.

Cette analogie à notre échelle fonctionne bien avec des spins entier mais est un peu plus délicate pour expliquer les spins demi-entier:

A l'échelle microscopique, il existe des objets qui nécessitent deux rotations complètes avant de se retrouver dans leur état initial, on leur attribue un spin 1/2...etc.

[invitea774bcd7]

Peut-être quelqu'un peut-il proposer une explication accessible du spin??

Y en a pas. C'est comme demander ce qu'est la charge électrique ou la masse. Le spin est une propriété fondamentale des particules.
L'analogie avec une « petite toupie » ou les trucs sur les rotations n'apporte que des confusions

[soliris]

Y en a pas. C'est comme demander ce qu'est la charge électrique ou la masse. Le spin est une propriété fondamentale des particules.
L'analogie avec une « petite toupie » ou les trucs sur les rotations n'apporte que des confusions

Je ne suis pas d'accord, même si je ne suis pas physicien; George Gamov trouvait toujours des exemples pour illustrer la physique; et personne ne peut prévoir qu'Accro-Physique sera dans la confusion avec une analogie; Wikipedia parle d'exemples au niveau macroscopique, mais où sont ces exemples ?

soliris

[invite15bc8b69]

bonjour et merci,

En effet, j' avais déjà entendu parler du spin mais je ne voyais pas à quoi cela pouvait bien servir.

En tous cas, pour ce qu' est des élements classées soit en fermions soit en bosons,c' est devenu plus clair dans mon esprit .

(A croire que tout les éléments ont une symétie , ce qui permet de les classer).

Le spin définit-il toutes les caractéristiques que porte une particule ,(la particule est - elle basée sur son spin?)

Merci beaucoup,

accro-physique

[mach3]

le spin ne défini que si la particule est un fermion ou un boson, il faut ajouter plusieurs autres propriétés pour caractérisé une particule entièrement : la masse et la charge électrique en premier lieux, mais aussi un certain nombre de charges plus exotiques et beaucoup moins intuitives que les deux premières qu'on peut expérimenter à notre échelle, des charges qu'on a du postuler pour expliquer le résultats des expériences faites sur les particules.

m@ch3

[invite15bc8b69]

bonjour à tous,

merci a tous pour vos explications (très claires malgré la complexité de la chose.)

Accro-physique.