Matière noire et noyau atomique.

[skeptikos]

Est-il possible (réaliste) d'envisager que le noyau atomique puisse contenir, outre les quarks et gluons, de la matière noire.
Mettons une particule de matière noire pour 3 quarks.
Merci de vos réponses et avis.
@+

Res, non verba.
-----

[invite93279690]

Est-il possible (réaliste) d'envisager que le noyau atomique puisse contenir, outre les quarks et gluons, de la matière noire.
Mettons une particule de matière noire pour 3 quarks.
Merci de vos réponses et avis.
@+

Res, non verba.

Salut,

Ma réponse sans trop réflechir aurait été de dire que ce n'est pas impossible. Mais en fait cela devrait influer sur la masse des protons et des neutrons par exemple. Il me semble qu'avec le modèle standard de la physique des particules on sait maintenant calculer ces masses et avec une bonne précision (qu'on me le dise si je me trompe) donc...je dirais que c'est irrealiste ou du moins incompatible avec les modèles actuels.

[invite88ef51f0]

Salut,
Outre le fait que ça changerait pas mal de choses en physique nucléaire, les conséquences cosmologiques seraient énormes.
Ce qu'on demande à la matière noire, c'est de ne pas interagir avec la matière normale. Sinon, ça change la dynamique galactique, la nucléosynthèse primordiale, ...

Donc ton idée ne colle pas trop à ce que doit être la matière noire : massive et interagissant faiblement.

[skeptikos]

La masse des quarks n'est pas connue avec une grande précision ce qui laisse de la place pour une particule de matière noire. De plus je crois savoir que selon les calculs à effectuer on attribut une masse "nue" ou "habillée" aux quarks, donc l'argument de masse supplémentaire provoquant un trop plein ne me parait pas convaincant.
Pour l'argument cosmologique cela me parait d'emblée plus plausible, mais peut-être parce que mes connaissances y sont plus superficielles.
Il faudrait donc que je les revoie avec cette hypothèse.
Interagissant faiblement veut dire uniquement par la gravitation ou on s'autorise une autre possibilité comme interaction forte ou faible, l'interaction électromagnétique étant exclue ?
Merci pour vos réponses passées et à venir.
@+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite88ef51f0]

L'interaction électromagnétique est exclue car on veut que la matière noire soit noire...
L'interaction forte chamboulerait toute la nucléosynthèse primordiale.
Il reste donc l'interaction faible, mais il me semble qu'il y a des contraintes assez fortes.

Et sur le fond, je ne vois pas à quoi servirait la présence de matière noire dans le noyau.

[invite93279690]

L'interaction électromagnétique est exclue car on veut que la matière noire soit noire...
L'interaction forte chamboulerait toute la nucléosynthèse primordiale.
Il reste donc l'interaction faible, mais il me semble qu'il y a des contraintes assez fortes.

Et sur le fond, je ne vois pas à quoi servirait la présence de matière noire dans le noyau.

Effectivement si on imagine qu'il y a de la matière noire dans le noyau il faut savoir pourquoi.
Si elle est noire et qu'elle a une masse "normale" dans le sens où elle ne modifie pas drastiquement la masse des nucléons alors elle n'a pas de raison d'y être.
Je pencherais plus dans ce cas pour un "bain" de matière noire qui serait partout en fait.

[invitec3f06645]

si la matiere noire (mettons un neutralino par exemple) est dans un noyau, c'est qu'elle est liée, qu'il y a une énergie de liaison. Avec pour seule interaction, l'interaction faible c'est pas gagné !

[skeptikos]

Effectivement si on exclut toute possibilité d'interaction forte pour la matière noire son rôle dans la structure, la cohésion du noyau est nul mais si tout baigne dans la matière noire sa présence est partout y compris dans le noyau.
Donc en définitive, il ne nous reste que la possibilité (pas évidente) de sa participation à l'interaction faible à l'intérieur comme à l'extérieur du noyau.
Merci, @+

[invitec3f06645]

Effectivement si on exclut toute possibilité d'interaction forte pour la matière noire son rôle dans la structure, la cohésion du noyau est nul mais si tout baigne dans la matière noire sa présence est partout y compris dans le noyau.

oui effectivement, la densité locale de matière sombre est estimée à 0,3 GeV/cm^3/c^2
Avec une masse de ~30 à 100 GeV/c^2, tu peux voir que ça n'en fait pas énormément par cm^3... et donc dans le volume du noyau (disons de l'ordre du fm^3) c'est pas la folie !

Donc en définitive, il ne nous reste que la possibilité (pas évidente) de sa participation à l'interaction faible à l'intérieur comme à l'extérieur du noyau.

je ne comprends pas ce que tu veux dire...

[invite88ef51f0]

La densité de matière noire reste quand même environ 4 fois plus élevé que celle de la matière baryonique en moyenne (mais la matière baryonique est fortement concentrée dans les galaxies, contrairement à la matière noire).

[invitec3f06645]

ah bon ?
je ne vois pas...
comme il propose la présence de matière noire dans le noyau, il faut comparer à la densité de matière nucléaire, de l'ordre de 100 MeV/c^2/fm^3 de mémoire.
mais bon je suis peut-être fatigué...

[invite3d9f8ee1]

Je pencherais plus dans ce cas pour un "bain" de matière noire qui serait partout en fait.

on pourrait même appeler ce "bain" : Ether
heu mais alors on aurait un repère absolu,
mais alors Lorentz, Poincare et Einstein se tromperaient
Hypothèse un peu hardie non?

[invite88ef51f0]

comme il propose la présence de matière noire dans le noyau, il faut comparer à la densité de matière nucléaire, de l'ordre de 100 MeV/c^2/fm^3 de mémoire

Effectivement, la matière noire domine à l'échelle cosmologique mais est totalement négligeable à petite échelle.

on pourrait même appeler ce "bain" : Ether
heu mais alors on aurait un repère absolu,
mais alors Lorentz, Poincare et Einstein se tromperaient
Hypothèse un peu hardie non?

On pourrait aussi l'appeler "ours blanc" et ça réglerait le problème de disparition de l'espèce... Ça n'a rien à voir avec l'éther : l'éther est un référentiel absolu dans lequel les lois de la physique sont différentes. Ici, les lois de la physique sont bien toujours les mêmes d'un référentiel à un autre, seul le contenu change. Il y a déjà des référentiels particuliers : le référentiel dans lequel l'Univers parait statistiquement isotrope, le référentiel centré sur mon nombril, ... Mais ils n'ont rien de particulier d'un point de vue fondamental.

[skeptikos]

Je vais aller plus loin dans mes divagations et vous livrer le fond de mon interrogation.
Je cite:"La matérialisation d'un photon gamma en e+ & e- ne peut se faire dans le vide car elle ne vérifierait pas la conservation simultanée de l'énergie et de la quantité de mouvement. L'interaction du photon avec la mer a en fait lieu dans le champ coulombien de noyaux ou d'électrons, le recul de ces derniers assurant la conservation de la quantité de mouvement." Introduction à la physique des particules R. ZITOUN.
Pas très satisfait de cette explication, je me demande tout simplement si la matérialisation du rayon gamma n'est pas due à sa rencontre avec une particule de matière noire dans le noyau ou à l'extérieur.
Bonsoir. @+ pour vos avis et encore merci.

[invite93279690]

Je vais aller plus loin dans mes divagations et vous livrer le fond de mon interrogation.
Je cite:"La matérialisation d'un photon gamma en e+ & e- ne peut se faire dans le vide car elle ne vérifierait pas la conservation simultanée de l'énergie et de la quantité de mouvement. L'interaction du photon avec la mer a en fait lieu dans le champ coulombien de noyaux ou d'électrons, le recul de ces derniers assurant la conservation de la quantité de mouvement." Introduction à la physique des particules R. ZITOUN.
Pas très satisfait de cette explication, je me demande tout simplement si la matérialisation du rayon gamma n'est pas due à sa rencontre avec une particule de matière noire dans le noyau ou à l'extérieur.
Bonsoir. @+ pour vos avis et encore merci.

Ba le problème c'est que la description actuelle est déjà suffisante pour ce genre de phénomènes. Après il faut utiliser le rasoir d'Ockham à un moment ou à un autre pour faire le choix entre deux théories qui rendent compte de la même chose mais où l'une des deux fait intervenir plus d'éléments spéculatifs que l'autre ; ce que j'aurais tendence à faire concernant ton hypothèse.

Au delà de ça la matière noire est réellement noire pour toute les intéractions sauf la gravitation (est ce que c'est vraiment une intéraction à proprement parler d'ailleurs ?). Si elle intéragissait aussi fréquemment que tu le suggères avec des photons ou que sais je on ne ferait que la voir non ?

[invite8ef897e4]

Bonjour,

je note qu'il existe des experiences (ou propositions, ou intentions ) pour rechercher ce dont on parle ici, en tout cas le boson U dans le annihilations electron-positon a energie moyenne, en mesurant la section efficace totale avec precision.

http://arxiv.org/abs/hep-ph/0607094

Evidemment, depuis que NuTeV n'est plus une anomalie ca perd son charme (jeu de mot non-intentionnel).

[invitec3f06645]

Je vais aller plus loin dans mes divagations et vous livrer le fond de mon interrogation.
Je cite:"La matérialisation d'un photon gamma en e+ & e- ne peut se faire dans le vide car elle ne vérifierait pas la conservation simultanée de l'énergie et de la quantité de mouvement. L'interaction du photon avec la mer a en fait lieu dans le champ coulombien de noyaux ou d'électrons, le recul de ces derniers assurant la conservation de la quantité de mouvement." Introduction à la physique des particules R. ZITOUN.
Pas très satisfait de cette explication, je me demande tout simplement si la matérialisation du rayon gamma n'est pas due à sa rencontre avec une particule de matière noire dans le noyau ou à l'extérieur.
Bonsoir. @+ pour vos avis et encore merci.

Etant neutre de charge electrique, la particule de matiere sombre en question ne va pas te donner le champ coulombien dont tu as besoin.

[skeptikos]

Bonjour
Merci HUMANINO pour ton lien internet apparemment très intéressant, je vais l'étudier.
@+

[skeptikos]

Gatsu, ne m'en veuillez pas si je me ballade hors des sentiers battus, c'est dans ma nature d'être parfois sceptique vis à vis de ce que je lis, et c'est d'ailleurs ainsi que la science évolue.
Tu affirmes que la seule force à laquelle la matière noire est sensible est la gravitation, cela me semble difficile à admettre car il y a bien fallu pour la générer l'action d'une force autre que la gravitation.
Et la cosmologie du big bang, telle que décrite dans mes livres (qui n'ont pas tous mon âge) ne fait pas mention d'un quelconque mode opératoire pour cette création.
@+

[invite93279690]

Gatsu, ne m'en veuillez pas si je me ballade hors des sentiers battus, c'est dans ma nature d'être parfois sceptique vis à vis de ce que je lis, et c'est d'ailleurs ainsi que la science évolue.
Tu affirmes que la seule force à laquelle la matière noire est sensible est la gravitation, cela me semble difficile à admettre car il y a bien fallu pour la générer l'action d'une force autre que la gravitation.
Et la cosmologie du big bang, telle que décrite dans mes livres (qui n'ont pas tous mon âge) ne fait pas mention d'un quelconque mode opératoire pour cette création.
@+

Ba vu qu'elle est noire elle intéragit pas electromagnétiquement. Si elle intéragissait par intéraction faible je me dis qu'on la verrait d'une façon ou d'une autre mais c'est sans doute une fausse idée. Maintenant pour l'intéraction forte...je ne sais pas trop.

[invitec3f06645]

elle est surtout sensible à l'interaction faible, c'est meme pour cela que cette particule peut prétendre résoudre le problème de la matière sombre.
si elle était sensible à l'interaction em ou forte on l'aurait vu depuis longtemps...

[invite93279690]

elle est surtout sensible à l'interaction faible, c'est meme pour cela que cette particule peut prétendre résoudre le problème de la matière sombre.
si elle était sensible à l'interaction em ou forte on l'aurait vu depuis longtemps...

Pour l'intéraction em je comprends mais pourquoi la forte stp?
Et si ça intéragit par intéraction faible elle devrait réagir avec pleins de trucs non ?

[skeptikos]

Les neutrinos sont insensibles aux interactions fortes et électromagnétiques. S'ils ont une masse ils sont sensibles à la gravitation. Ils sont créés et réagissent (très faiblement) par l'interaction faible. Il est très probable que la matière noire suive le même schéma puisque parfois on admet qu'elle puisse être un neutrino dégénéré.
Je reviens à mon sujet de départ.
Comme un neutrino (en principe pas présent dans le noyau) peut par interaction faible avec un noyau transformer un neutron en proton et électron, est ce qu'on peut imaginer que la radioactivité du noyau ne soit pas spontanée et probabiliste mais due à une interaction avec la matière noire. Le chat de Schroedinger serait sauvé.
La théorie de la radioactivité a été forgée avant la découverte de la matière noire et ne tiens donc pas compte de son existence.
Souvent des phénomènes connus et apparemment bien expliqués reçoivent une nouvelle explication encore plus plausible (Galilée ect..), imaginons que cela puisse être le cas pour la matière noire et cela pourrait expliquer par exemple les variations constatées de radioactivité suivant les saisons ou l'activité du soleil.
Je sent beaucoup de scepticisme et d'objections.
@+ donc.

[Crack_Master]

Bonjour,

Je me permets de déterrer ce vieux fil car, amha, il serait bien de nous rappeler qu’avec une seule particule ayant une densité bien précise, nous serions capables d'expliquer de nombreuses observations de manière cohérente. La détermination précise de la masse des neutrinos est un des grands enjeux de la physique théorique et pourrait nous mener au-delà du modèle standard. Peut-être que, finalement, les masses des particules élémentaires ne peuvent pas être déduites d'une compréhension plus profonde des lois de la Nature. Il est possible qu'elles soient juste ce qu'elles sont, point. Sauf que…

Cordialement,
Crack

[doul11]

Bonjour,

une seule particule ayant une densité bien précise,

Dans les modèles actuels les particules fondamentales sont ponctuelles, parler de densité n'a pas de sens.

nous serions capables d'expliquer de nombreuses observations de manière cohérente.

Comme quoi par exemple ?

[Crack_Master]

Comme quoi par exemple ?

LSS, BAO, CMB, weak lensing, ...

[Crack_Master]

Pour revenir au sujet du post, que pensez-vous de la vision de Skeptikos ? Est-ce réaliste ?

Les neutrinos sont insensibles aux interactions fortes et électromagnétiques. S'ils ont une masse ils sont sensibles à la gravitation. Ils sont créés et réagissent (très faiblement) par l'interaction faible. Il est très probable que la matière noire suive le même schéma puisque parfois on admet qu'elle puisse être un neutrino dégénéré.
Je reviens à mon sujet de départ.
Comme un neutrino (en principe pas présent dans le noyau) peut par interaction faible avec un noyau transformer un neutron en proton et électron, est ce qu'on peut imaginer que la radioactivité du noyau ne soit pas spontanée et probabiliste mais due à une interaction avec la matière noire. Le chat de Schroedinger serait sauvé.
La théorie de la radioactivité a été forgée avant la découverte de la matière noire et ne tiens donc pas compte de son existence.
Souvent des phénomènes connus et apparemment bien expliqués reçoivent une nouvelle explication encore plus plausible (Galilée ect..), imaginons que cela puisse être le cas pour la matière noire et cela pourrait expliquer par exemple les variations constatées de radioactivité suivant les saisons ou l'activité du soleil.
Je sent beaucoup de scepticisme et d'objections.
@+ donc.

Cette approche me paraît crédible, non ?

[Crack_Master]

Pour casser la glace et corrigez-moi si je me trompe, les neutrinos ont une énergie cinétique beaucoup plus élevée que leur énergie de masse. Ce qui a pour conséquence que nous pouvons les considérer comme du rayonnement autant que les photons.

Et si ça intéragit par intéraction faible (la matière noire) elle devrait réagir avec pleins de trucs non ?

Effectivement. Et si cette liaison existe vraiment et que celle-ci est forte, il ne serait pas fou non plus de prétendre que la matière sombre soit en fait une particule subatomique, au même titre que les protons, les neutrons et les quarks, et qu’elle aurait toujours été. Si tel est le cas, ce serait tout un changement de paradigme.

Ça fait rêver.

[invite50625854]

Après une collision entre galaxie il est bien connues que la distribution de matière noire et de matière baryonique sont complétement différente...
Ce qui serait impossible si la matière noir était présente dans les noyaux...
ex :
http://www.futura-sciences.com/fr/ne...ell-520_37214/

[Crack_Master]

Vous avez peut-être raison Youry, je l’admets. En revanche, s’il est vrai que nous baignons dans un « bain » de matière noire et que ces particules fantomatiques aient une quelconque liaison avec le noyau des atomes via l’interaction faible (et peut-être via la gravitation aussi), quels sont alors les arguments qui contrediraient de manière ferme cette approche ? Pour l’instant, je ne vois rien qui affirme irrévocablement le contraire, non ?