Neutrons

[invitea0046ad4]

Bonjour

Je reprends une question posée en astrophysique, mais qui a peut-être plus sa place ici.
Je me demandais quelle serait l'apparence d'une sphère très dense constituée uniquement de neutrons, maintenus ensemble par gravité.

On éclaire la sphère avec un faisceau lumineux.
Etant donné qu'il n'y a pas d'électrons et de protons, il n'y a pas de rayonnement dipolaire, pas de transitions entre des niveaux d'énergie. Je ne comprends pas non plus comment les ondes électromagnétiques pourraient être absorbées.
Donc, pas de lumière réfléchie, diffusée ou absorbée.
Est-ce qu'on peut en déduire qu'une sphère de neutrons serait rigoureusement invisible, quelle que soit sa densité et sa taille ?
Y a-t-il d'autres interactions avec le champ électromagnétique ?

D'autre part, il y a une agitation thermique, dans le sens que les neutrons ont une vitesse. Comme il n'y a pas de charge électrique, il n'y a pas de rayonnement de corps noir, donc le système ne peut pas se refroidir par rayonnement.

Est-il correct de dire qu'un tel objet (absolument hypothétique!) serait parfaitement isolé d'un point de vue radiatif (émissivité rigoureusement nulle) ?

Merci pour vos suggestions
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[invitea29d1598]

salut,

juste une réponse rapide : le neutron est neutre, mais formé de particules chargés (les quarks). Donc il possède un moment dipolaire magnétique et interagit avec un rayonnement électromagnétique, même de manière faible.

ensuite, y'a le problème qu'un tel objet serait pas stable... tu fais une séparation artificielle entre électromagnétisme et interaction faible.

disons que si tu considères une boule formée de particules réellement fondamentales et sans charge électrique, alors tu as un truc qui n'interagirait pas avec un rayonnement électromagnétique (une boule de neutrinos par exemple). Mais ceci ne serait vrai qu'avec des photons de basses énergies : à hautes énergies les photons et tes particules neutres font intervenir plein de particules virtuelles (polarisation du vide, etc) et tu as des interactions via celles-ci.

[invitea0046ad4]

Merci

Je vais me documenter sur cette interaction neutrons-photons, juste pour avoir quelques ordres de grandeur numériques.

Pour ce qui est de la stabilité, je ne connais pas les caractéristiques de l'interaction faible. Mais j'avais l'impression que les étoiles dites "à neutrons" étaient stables, au moins suffisamment longtemps pour qu'on les observe et qu'il y avait bien des régions constituées de neutrons. Quelle est la différence avec l'objet idéalisé que j'ai décrit ?

A+

[invite7a0e10e1]

Bonjour

Je reprends une question posée en astrophysique, mais qui a peut-être plus sa place ici.
Je me demandais quelle serait l'apparence d'une sphère très dense constituée uniquement de neutrons, maintenus ensemble par gravité.

On éclaire la sphère avec un faisceau lumineux.
Etant donné qu'il n'y a pas d'électrons et de protons, il n'y a pas de rayonnement dipolaire, pas de transitions entre des niveaux d'énergie. Je ne comprends pas non plus comment les ondes électromagnétiques pourraient être absorbées.
Donc, pas de lumière réfléchie, diffusée ou absorbée.
Est-ce qu'on peut en déduire qu'une sphère de neutrons serait rigoureusement invisible, quelle que soit sa densité et sa taille ?
Y a-t-il d'autres interactions avec le champ électromagnétique ?

D'autre part, il y a une agitation thermique, dans le sens que les neutrons ont une vitesse. Comme il n'y a pas de charge électrique, il n'y a pas de rayonnement de corps noir, donc le système ne peut pas se refroidir par rayonnement.

Est-il correct de dire qu'un tel objet (absolument hypothétique!) serait parfaitement isolé d'un point de vue radiatif (émissivité rigoureusement nulle) ?

Merci pour vos suggestions

On dirait de l'énergie pur que tu viens de d'écrire, la plus part du temps ce sont de vielles planètes qui implosent qui fournissent cette énergie (étoile à neutron ou étoile à proton, sauf qu'il dégage de l'énergie), ta sphère me fait pensée à une boule de mirage quantique, plein d'énergie et invisible à l'oeil nue, tu as raison sur point de vue inexistant ou qui existerait dans le futur, ta sphère énergétique n'est pas radioactive car les parois de la boule absorbe la particule radioactif ou la retourne au neutron qui la transforme gràce à la fission ou à la fusion et ainsi de suite ...ou sinon ta sphère ne contient pas du neutron mais une particule nul ayant l'apparence du neutron et fournissant ce que tu demande!

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea29d1598]

Mais j'avais l'impression que les étoiles dites "à neutrons" étaient stables, au moins suffisamment longtemps pour qu'on les observe et qu'il y avait bien des régions constituées de neutrons.

pas uniquement de neutrons. Tu as un équilibre n <-> p + e (les neutrinos s'échappent car la matière est transparente pour eux dès que l'étoile est suffisamment vieille)

Quelle est la différence avec l'objet idéalisé que j'ai décrit ?

y'en a énormément

sur ce site, tu trouveras une présentation des étoiles à neutrons en anglais. Avec un schéma (tu verras que le coeur liquide formé de n,p et e est entouré d'une écorce solide - un réseau coulombien de noyaux baigné d'électron - et qu'il y a aussi des régions superfluides, etc, bref, des tonnes de trucs pas mal complexes) :

http://www.astro.umd.edu/~miller/nstar.html

et là (toujours en anglais, désolé) tu as un schéma simplifié qui survole les couches les plus importantes :

http://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/ob...structure.html

en fait, pour résumer, tu as une structure qui peut rappeler celle de la Terre : un coeur liquide, une écorce solide, une atmosphère. Et sous certaines conditions, tu peux même avoir une mer liquide à la surface... mais elle sera d'hydrogène liquide et d'une épaisseur maximale de quelques centimètres...

[invite79a98872]

Dans ce que tu dis Lambda0 je pense que la gravité n'intervient pas seule mais je pense que l'interaction forte joue aussi un rôle dans la stabilité du système.

Et les étoiles à neutron ne proviennent pas de l'implosion de planètes ndibai !? Tu sors ça d'où ! Ce sont des restes de supernovae.

Si vous voulez des renseignements sur les étoiles à neutron je vous conseil le chapitre 3 du cours objets compacts d'Eric Gourgoulhon (petite recherche sur google) c'est très bien expliqué.

http://luth2.obspm.fr/~luthier/gourgoulhon/dea.pdf

bon finalement je mets le lien mais de toute façon Rincevent a été plus précis.

[invitea0046ad4]

Merci à Rincevent et neutrino

Effectivement, ça n'a rien à voir avec l'objet idéalisé de départ. Le terme même d'étoile à neutrons semble un peu un raccourci de langage.
Je lirais tout ça à tête reposée, pour la culture générale.

A+

[invitea29d1598]

bon finalement je mets le lien mais de toute façon Rincevent a été plus précis.

le cours d'Eric Gourgoulhon reste une référence à citer