Mer de Dirac et désintégration bêta +

[invitedc2ff5f1]

Bonjour a tous,
L'autre jour en cours de physique des particules, j'ai réussis a coller mon prof ().

Celui-ci nous présenter la théorie de Dirac sur les solutions de E² a énergie négative, et le fait que tous les états d'énergie négative étaient occupées par les particules, et que c'est le passage d'une de ces particules dans la partie à énergie positive qui faisait apparaire une anti-particule, qui n'est autre que le trou laissé par la particule dans cette "Mer de Dirac".

Il nous donnait alors l'exemple d'un photon qui éjecte un électron de la partie négative et qui donne une paire électron-positron (photon couplé a un noyaux pour la conservation de l'impulsion).

Je lui ai alors demandé comment selait se passait pour la désintégration : en effet, si le positron n'est que le trou laissé par l'électron quand il passe dans la partie positive, on devrait voir l'ors d'une désintégration , le positron ET l'électron (vu que celui ci est passé dans les solutions a énergie positives, il se manifeste dans le monde physique).

Alors le prof a réflechi longuement, puis il m'a dit sans grande assurance que cela devait venir de la déintégration du W⁺ en positron et . On aurait alors X -> Y + e⁺ + e^- + e⁺ + et au final X -> Y + e⁺ + , ce qu'on observe effectivement.

Oui, mais a ce moment la, on devrait toujours observer lors d'une beta + les deux gamma a 511 keV de l'annihilation du positronium. Ce qui n'est pas le cas (en tous cas je ne crois pas).

Bref, en tous cas il s'est embrouillé, et il m'a di qu'il chercherait un peu dans la littérature pour me dire ca plus précisément, mais comme je sais pas quand est-ce que je le revoie, j'aimerai savoir si quelqu'un ici a une explication. Merci et désolé pour le pavé
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[KLOUG]

Bonsoir
Je ne répondrai qu'à une partie de votre question :

Oui, mais a ce moment la, on devrait toujours observer lors d'une beta + les deux gamma a 511 keV de l'annihilation du positronium. Ce qui n'est pas le cas (en tous cas je ne crois pas).

Et bien si c'est le cas ! Ils sont d'ailleurs émis à 180°.
Les différentes tables dont celles du Laboratoire National Henri Becquerel (référence en matière de rayonnements ionisants) donne les valeurs d'intensités pour les photons de 511 keV égales au double de celle de l'émission du bêta plus.

Bonne continuation
KLOUG

[invitedbd9bdc3]

La bonne reponse est que la Mer de Dirac n'était qu'une (tres bonne à l'epoque) interpretation des energies negatives donnée par Dirac à l'equation (de Dirac).
Maintenant on a beaucoup mieux, la theorie quantique des champs et le lagrangien du modele standard, qui donnent les bons resultats

[invitedc2ff5f1]

Ok.
Mais si comme l'a di Kloug, on observe les deux gamma de l'annihilation du positronium pour chaque beta +, alors la mer de Dirac reste une bonne explication puisque la désintégration du W+ regle le problème soulevé plus haut? non?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9c9b9968]

Hello Cassano,

Il y a un truc gênant dans l'histoire déjà c'est que le boson W ne se comprend que dans le cadre d'une théorie quantique des champs, donc ça part mal

Ensuite la désintégration beta+ est une réaction particulière difficile à réduire à un phénomène entre particules élémentaires. Pour faire court, à l'état libre un proton ne se désintègre jamais (or c'est ce qui se passe dans une beta+) car il est plus léger que le neutron.

Donc interpréter une beta+ au niveau élémentaire est quelque chose de délicat à mon goût.


Enfin, la théorie de la mer de Dirac a d'autres soucis plus ennuyeux lié au caractère déterminé du nombre de particules (c'est une théorie de particules, et non de champs). Tu peux avoir par exemple des probabilités supérieures à 1

La théorie quantique des champs résout ces problèmes.

[invitedc2ff5f1]

Ok merci a vous. Donc on va faire comme si j'avais pas posé cette question a la noix a mon prof et que j'avais pas trouvé un défaut dans l'obsolete (donc je suis pas le seul a en avoir trouvé un) théorie de Dirac