caractère aléatoire d'une désintégration radioactive

[invitee0b6f537]

Bonjour à tous,

Je me demandais si une population de noyaux instables se désintégrait réellement aléatoirement...Je veux dire par là, n'y a-t-il pas des prédispositions ? Un certain type de noyau, pour je ne sais quelles raisons, aurait plus de chance de se désintégrer qu'un autre type...?


Au cas ou il y'aurait réellement intervention du hasard dans ces désintégrations, histoire de poser une autre question, comment, quel est le mécanisme qui fait que se noyau va se modifier, se désintégrer ?

Merci a vous
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[predigny]

La mécanique quantique règne en maître dans ces phénomènes et l'on sait à quel point le hasard et l'indétermination est au cœur de cette mécanique. Ceci dit je me suis aussi toujours demandé quel mécanisme de tirage aléatoire est au cœur des noyaux radioactifs.

[gatsu]

Bonjour à tous,

Je me demandais si une population de noyaux instables se désintégrait réellement aléatoirement...Je veux dire par là, n'y a-t-il pas des prédispositions ? Un certain type de noyau, pour je ne sais quelles raisons, aurait plus de chance de se désintégrer qu'un autre type...?

Salut,

En ce qui concerne les histoires de prédisposition justement il y en a :
les noyaux radioactifs ont une prédisposition à se désintégrer spontanément et à l'intérieur de cette classe des noyaux radioactifs certains se désintègrent plus vite que d'autres.

Je tiens à te mettre en garde sur l'utilisation du mot "aléatoire" car il est souvent mal utilisé (et je ne sais pas dans quel sens tu l'utilises dans ta question).
Un phénomène qui se produit aléatoirement ne signifie pas qu'il a une chance sur deux de se produire cela veut simplement dire que son occurence n'est pas certaine mais elle peut tout de même être très probable genre neuf chances sur dix par exemple.

Pour ce qui est de la véracité du caractère aléatoire d'une désintégration, il est très bien vérifié expérimentalement et si tu le souhaites je peux détailler un peu plus ce que j'entends par là.

Au cas ou il y'aurait réellement intervention du hasard dans ces désintégrations, histoire de poser une autre question, comment, quel est le mécanisme qui fait que se noyau va se modifier, se désintégrer ?
Merci a vous

L'origine physique du mécanisme de désintégration provient du fait que le noyau des atomes radioactifs sont dans un état excité, c'est à dire dans un état d'energie plus élevé que le niveau d'energie le plus bas auquel ils peuvent avoir accès. Lorsqu'un noyau est dans un tel état c'est un peu comme si tu jouais au funembule sur un cable d'acier infini...tu sais que tu vas finir par tomber pour aller t'écraser sur le sol (pour atteindre ton état d'energie le plus bas) mais tu ne sais pas vraiment quand et en fonction de ton entrainement, de ton état de fatigue etc... on pourra éstimer la probabilité pour que tu tombes au bout d'une minute, deux minutes etc... ba c'est pareil pour les noyaux des atomes radioactifs.

[predigny]

...c'est un peu comme si tu jouais au funembule sur un cable d'acier infini...tu sais que tu vas finir par tomber pour aller t'écraser sur le sol (pour atteindre ton état d'energie le plus bas) mais tu ne sais pas vraiment quand...... ba c'est pareil pour les noyaux des atomes radioactifs.

Ca revient à dire que c'est aléatoire parce que... c'est aléatoire ! C'est certainement vrai, mais ça ne fait pas avancer beaucoup notre compréhension de ce pile ou face statistiquement si précis .

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitee0b6f537]

Oulaaa, oui la quantique c'est très flou pour moi...

Oui j'entend le mot alétoire comme toi Gatsu, et oui c'est vrai que ca peut porter a confusion...

Mais concernant le caractère aléatoire d'une désintégration,je sais bien, je vois bien qu'il fait foi, mais se que je cherche a comprendre c'est comment se fait-il, que ce phénomène soit purement aléatoire...si ca ne t'ennuie pas détail moi ce que tu entend par là.

Et pour ce qu'il est de l'état excité, j'avais cru savoir que chaque radioélement ne l'etait pas : l'histoire de la désexcitation gamma qui
qui s'applique que dans un certain cas et tout...
Alors après tes images concernant le funambule implique la reconnaissance d'une intervention de plusieurs facteurs sur ce noyau, non ? cela écarterait du coup le caractère aléatoire, non ?

excuse moi je saisis pas tout

[gatsu]

Ca revient à dire que c'est aléatoire parce que... c'est aléatoire ! C'est certainement vrai, mais ça ne fait pas avancer beaucoup notre compréhension de ce pile ou face statistiquement si précis .

Pour être un peu plus précis ça revient à dire que c'est alétoire parce que c'est...imprévisible !
Plus sérieusement c'était vraiment pour donner une image avec les mains des raisons classiques qui peuvent faire passer un système mécanique instable d'un état excité vers l'état fondamental tout en étant imprévisible, c'est à dire nécéssitant une description probabiliste.
Mais je suis d'accord que ça ne fait pas des masses avancer le problème qui, à ma connaissance n'est pas résolu (à savoir, l'origine fondamentale du caractère aléatoire en mécanique quantique).

[gatsu]

Mais concernant le caractère aléatoire d'une désintégration,je sais bien, je vois bien qu'il fait foi, mais se que je cherche a comprendre c'est comment se fait-il, que ce phénomène soit purement aléatoire...si ca ne t'ennuie pas détail moi ce que tu entend par là.

Scientifiquement, je ne dirais pas purement aléatoire, je dirais plutôt nécessitant une description en terme de processus aléatoires (ou approche probabiliste).
Mais comme je l'ai souligné dans mon message précédent le problème est plus profond en réalité car il revient à essayer de comprendre ce qu'il y a "derriere" le formalisme probabiliste en mécanique quantique et ce sujet fait encore largement débat dans la communauté scientifique.

Et pour ce qu'il est de l'état excité, j'avais cru savoir que chaque radioélement ne l'etait pas : l'histoire de la désexcitation gamma qui
qui s'applique que dans un certain cas et tout...

La desintégration par émission d'un photon gamma est la plus simple dans le sens où l'état excité du noyau (avec un nombre Z de protons et (A-Z) de neutrons) correspond juste à un état d'energie plus élevé d'un noyau avec le même nombre de protons Z et le même nombre de neutrons (A-Z).
Si mon souvenir le Technicium99 (Tm 99) en est un bon exemple.

Les autres types de désintégrations sont juste plus subtiles car pour aller dans un niveau d'energie plus bas, le noyau va devoir se scinder en plusieurs parties dont une partie lourde et une partie légère. Le noyau du Cobalt 60 par exemple se désintègre en donnant un noyau de Nickel 60 + un électron et un autre petit truc.

Alors après tes images concernant le funambule implique la reconnaissance d'une intervention de plusieurs facteurs sur ce noyau, non ? cela écarterait du coup le caractère aléatoire, non ?

Mon image était un peu foireuse semble-t-il. Ce qu'il se passe c'est qu'un noyau ne se désintègre pas "tout seul" en fait il a besoin de l'intervention du vide pour ça. Par intervention du vide, je veux parler de ce qu'on appelle les fluctuations quantiques du vide et ce sont elles, si on veut, qui sont en partie responsables de ce caractère inprédictible.

Je remarque tout de même que tu tends à donner au caractère aléatoire une interpretation plus "magique" qu'autre chose. Lorsque tu jettes un dé sur une table, le résultat du tirage est tout à fait aléatoire et peut pourtant être expliqué via une multitude de facteurs déterministes comme je l'ai suggéré pour l'image du funembule, il n'empeche que le résultat dans la vraie vie est imprévisible et necessite donc une interpretation aléatoire.

[predigny]

...
Mais je suis d'accord que ça ne fait pas des masses avancer le problème qui, à ma connaissance n'est pas résolu (à savoir, l'origine fondamentale du caractère aléatoire en mécanique quantique).

Hé oui, c'est bien là le problème. Pourtant il n'y a rien de plus semblables que deux noyaux d'atomes d'uranium. Pourquoi l'un va se désintégré aujourd'hui et son semblable dans deux milliards d'années ? ! Quel est le changement d'état responsable de cette différence de comportement ?