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Photons, antimatière



  1. #1
    EspritTordu

    Lightbulb Photons, antimatière


    ------

    Bonjour,

    En croisant sur internet ici et là, j'ai lu que le contact simple entre matière et ce que l'on appelle anti-matière conduit à l'annihilation des deux acteurs : la matière et l'antimatière se tranforme en énergie électromagnétique, en photons.

    Peut-on produire de l'antimatière par la collision de photons ?


    Merci.

    -----

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  3. #2
    deep_turtle

    Re : Photons, antimatière

    Oui on peut. La conversion de paire est une forme de ce phénomène : un photon qui arrive dans un champ magnétique intense, par exemple, peut se transformer en une paire particule/antiparticule.

  4. #3
    physastro

    Re : Photons, antimatière

    Citation Envoyé par EspritTordu
    Bonjour,

    En croisant sur internet ici et là, j'ai lu que le contact simple entre matière et ce que l'on appelle anti-matière conduit à l'annihilation des deux acteurs : la matière et l'antimatière se tranforme en énergie électromagnétique, en photons.

    Peut-on produire de l'antimatière par la collision de photons ?


    Merci.
    Salut,
    en fait, les phénomènes électromagnétiques correspondent, par exemple, à l'émission ou à l'absorption de photons par n'importe quelle particule chargée, quark ou électron.
    Les particules élémentaires du modèle standard peuvent, en effet, interragir en se repoussant ou en s'attirant, mais peuvent également se transformer par l'intermédiaire d'un boson médiateur (photon, gluon, bosons Z et W...)!!
    En revanche, la collision de photons me semble "louche"??
    Le photon est considéré comme "particule", mais sâche que sans intéraction avec de la matière il est considéré comme une onde, en revanche lors d'intéraction il est considéré comme un corpuscule! Mais ces notions ne sont qu'une simplification de la réalité, en fait ce n'est ni plus une onde, qu'un corpuscule ; tout comme n'importe quelle autre "particule" d'ailleurs!!

  5. #4
    physastro

    Re : Photons, antimatière

    Citation Envoyé par physastro
    Salut,
    en fait, les phénomènes électromagnétiques correspondent, par exemple, à l'émission ou à l'absorption de photons par n'importe quelle particule chargée, quark ou électron.
    Les particules élémentaires du modèle standard peuvent, en effet, interragir en se repoussant ou en s'attirant, mais peuvent également se transformer par l'intermédiaire d'un boson médiateur (photon, gluon, bosons Z et W...)!!
    En revanche, la collision de photons me semble "louche"??
    Le photon est considéré comme "particule", mais sâche que sans intéraction avec de la matière il est considéré comme une onde, en revanche lors d'intéraction il est considéré comme un corpuscule! Mais ces notions ne sont qu'une simplification de la réalité, en fait ce n'est ni plus une onde, qu'un corpuscule ; tout comme n'importe quelle autre "particule" d'ailleurs!!
    Bon, je n'avais pas vu le post de Deep_Turtle!!!

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    EspritTordu

    Re : Photons, antimatière

    Je ne m'y connais guère dans les systèmes d'ondes, mais j'ose cependant écrire la première idée qui m'est venu à l'esprit. Cela signifie-t-il que des ondes électromagnétiques sont capables d'être matière, qui, par définition, je crois, est source de gravitation. Deux interactions qui ne s'entendent pas en physique, non ?

    Oui on peut. La conversion de paire est une forme de ce phénomène : un photon qui arrive dans un champ magnétique intense, par exemple, peut se transformer en une paire particule/antiparticule
    Quel est l'utilité des champs magnétiques, de surcroît aussi intense (quel est l'ordre de grandeur de la puissance nécessaire?) ? S'agit-t-il ici simplement d'une solution pour éviter la divergeance des photons de façon qu'ils se heurtent bien l'un et l'autre ?
    Mais alors dans cette optique, si on augmente les photons émis, on augmente la probabilité de collision et donc on peut se passer de champs magnétiques ? - Voici le fond de ma pensée deux lasers opposés l'un et l'autre dont chacun des faisceaux sont parfaitement alignés.

    Des questions intriguantes, d'autant plus si la conversion de paire n'est qu'une forme ! Quelles sont donc les autres formes qu'une telle collision peut entraîner ?

  8. #6
    deep_turtle

    Re : Photons, antimatière

    Cela signifie-t-il que des ondes électromagnétiques sont capables d'être matière, qui, par définition, je crois, est source de gravitation. Deux interactions qui ne s'entendent pas en physique, non ?
    Si si elles s'entendent bien... Et en effet les champ électromagnétiques sont source de gravitation (il y a un autre fil récent sur cette question).

    Quel est l'utilité des champs magnétiques, de surcroît aussi intense (quel est l'ordre de grandeur de la puissance nécessaire?) ? S'agit-t-il ici simplement d'une solution pour éviter la divergeance des photons de façon qu'ils se heurtent bien l'un et l'autre ?
    Le champ magnétique fournit le deuxième photon, en quelque sorte. Si tu lis bien mon message précédent, tu verras que c'était UN photon qui se transformait en paire. En fait c'est un photon interagissant avec un autre (fourni par le champ magnétique).

    Mais alors dans cette optique, si on augmente les photons émis, on augmente la probabilité de collision et donc on peut se passer de champs magnétiques ? - Voici le fond de ma pensée deux lasers opposés l'un et l'autre dont chacun des faisceaux sont parfaitement alignés.
    Le coup du champ magnétique était un exemple parmi d'autre. Deux photons qu'on envoie l'un sur l'autre peuvent donner une paire matière/antimatière s'ils ont l'énergie suffisante.

    Des questions intriguantes, d'autant plus si la conversion de paire n'est qu'une forme ! Quelles sont donc les autres formes qu'une telle collision peut entraîner ?
    Bah justement, un photon dans un champ magnétique est une situation possible mais il y en a d'autres comme tu le dis bien. Et puis une "collision" de photons peut donner plus de particules que juste une paire.

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  10. #7
    EspritTordu

    Re : Photons, antimatière

    C'est assez déroutant de savoir que l'on sait produire de la matière (et aussi donc de l'antimatière) de rien, du vide matériel...

    Mais que peut-t-on attendre d'autre que des électrons et des positrons lors d'une collision de photons ? S'agit-il d'une liste exhaustive ou non?

    Encore une question préoccupante : pourquoi tant d'énergie est-il nécessaire à la fabrication de la matière et de l'antimatière ? Pour reprendre mon exemple d'opposition alignée de deux lasers, cela signifie-t-il, que pour tendre vers la conversion de paire, qu'il faut inévitablement choisir des lasers de hautes énergies, au delà du rouge de la fourchette visible d'ondes électromagnétiques ?

  11. #8
    deep_turtle

    Re : Photons, antimatière

    C'est assez déroutant de savoir que l'on sait produire de la matière (et aussi donc de l'antimatière) de rien, du vide matériel...
    La lumière, ce n'est pas du vide du tout...

    Mais que peut-t-on attendre d'autre que des électrons et des positrons lors d'une collision de photons ? S'agit-il d'une liste exhaustive ou non?
    Tout, pourvu que ça ne viole aucune loi de conservation : on crée autant de charges positives que de négatives, de baryons que d'antibaryons, de leptons que d'antileptons, etc... Rien (sauf les probas assez dafavorables) n'interdit la création d'une paire éléphant-antiéléphant, pourvu que la radiation soit assez énergétique.

    Pour reprendre mon exemple d'opposition alignée de deux lasers, cela signifie-t-il, que pour tendre vers la conversion de paire, qu'il faut inévitablement choisir des lasers de hautes énergies, au delà du rouge de la fourchette visible d'ondes électromagnétiques ?
    Il faut que les deux photons qui se rencontrent aient assez d'énergie. L'un peut être dans le visible, mais l'autre doit alors avoir une énergie bien plus élevée (dans les gammas).

  12. #9
    waylander_druss

    Re : Photons, antimatière

    Citation Envoyé par EspritTordu
    Mais alors dans cette optique, si on augmente les photons émis, on augmente la probabilité de collision et donc on peut se passer de champs magnétiques ?
    - Voici le fond de ma pensée deux lasers opposés l'un et l'autre dont chacun des faisceaux sont parfaitement alignés.
    Deux lasers opposés...ça serait pas le principe d'un accélérateur de particules? Je pense notamment au LHC (Large Hadron Collider) du CERN...

    PYO

  13. #10
    deep_turtle

    Re : Photons, antimatière

    Non, le LHC ça veut dire Large Hadron Collider, ça envoie des protons et des antiprotons l'un sur l'autre...

    par contre, il y a des "collisionneurs à photons" en projet, notamment TESLA.

    ------------
    [edit] : Voir le message #36 pour un erratum à la première affirmation (fausse)
    Dernière modification par deep_turtle ; 19/05/2005 à 13h02.

  14. #11
    Floris

    Re : Photons, antimatière

    Bonsoir, je profite pour poser une petite question qui risque sans doute d'étre ridicule, dans ce cas je m'excuse. Ce qui m'intrigue, c'est pourquoi es nésésaire d'avoir des faisseau de sens oposé. Pour créé une paire, le principe n'est t'il pas simplement que les photons, se trouvent en quelque sorte superposé? Autrement dit, la notions de sens oposé des faisseaux est t'elle indispensable?

    Merci encore.
    Flo

  15. #12
    deep_turtle

    Re : Photons, antimatière

    S'ils vont dans la même direction, les photons se voient très peu, car ils vont tous à la même vitesse dans le même sens. Il n'y a pas de "chocs" !

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  17. #13
    charly

    Re : Photons, antimatière

    en même temps ils ne doivent pas voir grand chose a la vitesse ou il vont puisque l'espace temps est contracté a l'infinie , enfin tout est relatif .


    ps : oups aurais je pris un photon comme referentiel , je m'excuse , ca m'a echapé

  18. #14
    Floris

    Re : Photons, antimatière

    Bonsoir Deep_Turlte, hereux de te parler. Ce qui me perturbe c'est cette notion de chocs même si je comprend aproximativement ce que tu veux me dire, je suis commaime bloqué. D'une part, si je raisone avec ce que tu me dit, cela me semble très difficile vu que d'une part, si je me place sur le photon pour regarder l'autre, je devrais toujours le voir en mouvement hen non? Et de plus, le prendre comme ref sa m'inspire pas trop si? Si imaginons que les deux faisseau sont dans des direction perpandiculaires, que se passe t'il? En fait, comment se comporte le phénomène selon l'angle entre les faisseaux, esque ces quelque chose de linéaire ou non? Désolé si je suis long à comprendre les choses.
    Merci encore à toi.
    bien amicalement
    Flo
    Dernière modification par Floris ; 10/05/2005 à 22h58. Motif: érreur de frapper

  19. #15
    Denoby

    Re : Photons, antimatière

    Je dis peut etre une betise...
    Mais l'histoire des deux laser... on en a besoin qu'un seul non ? A l'interieur du laser la ou on multiplie les photons : il sont bien entre deus mirroir dont l'un qui laisse passe une partie du faisceau ? Donc on a bien dans le laser un lieu ou les photons se croisent de maniere bien aligne... Il suffit peut etre de rajouter a l'interieur un lieu pour observer l'experience (entre deux truc transparent). Je suis sur qu'il y a quelque chose de louche dans ce que je dit... mais quoi ?

  20. #16
    deep_turtle

    Re : Photons, antimatière

    Dans le principe tu as raison Denoby, les miroirs feraient l'affaire. En pratique pour créer des particules les photons doivent être des gammas, et on ne sait pas faire des miroirs comme en optique...

  21. #17
    Lambda0

    Re : Photons, antimatière

    Citation Envoyé par deep_turtle
    Dans le principe tu as raison Denoby, les miroirs feraient l'affaire. En pratique pour créer des particules les photons doivent être des gammas, et on ne sait pas faire des miroirs comme en optique...
    Bonjour

    Je suis un peu étonné de celà : il me semblait bien que la focalisation d'un faisceau laser très intense permettait en théorie d'engendrer des paires e+/e-, à partir du moment que le champ électrique atteint des valeurs de l'ordre de 10^20 V/m (valeur à préciser) et même si c'est un laser émettant dans l'infrarouge.
    Je ne suis pas sûr qu'on y arrive encore, mais on ne doit pas en être très loin, avec des lasers pulsés.

    A+

  22. #18
    Lambda0

    Re : Photons, antimatière

    Bon, voici plus de précisions.
    Un faisceau laser très intense émettant dans l'IR interagit avec les atomes d'une cible, dont les électrons sont accélérés à des vitesses ultrarelativistes, et ces électrons produisent des rayons gammas à partir desquels se matérialisent les paires e+/e-

    Voir :
    http://www.llnl.gov/str/pdfs/03_00.1.pdf

    Et on devrait aussi pouvoir faire ça en France, vu qu'on a un projet similaire (le lase MegaJoule).

    A+

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  24. #19
    waylander_druss

    Re : Photons, antimatière

    Citation Envoyé par deep_turtle
    Non, le LHC ça veut dire Large Hadron Collider, ça envoie des protons et des antiprotons l'un sur l'autre...

    par contre, il y a des "collisionneurs à photons" en projet, notamment TESLA.
    Comment est ce c'est possible? je croyais que l'on ne trouvait pas d'antimatière à proximitée de la terre...et comment font-ils techniquement pour déplacer une particule d'antimatière, vu qu'elle réagie au contact de la matiere?

    Peux tu me dire ce que cette collision photon/ antimatière produit?

    Merci en tout cas pour m'avoir enlevé une fausse idée!

    PYO
    Dernière modification par waylander_druss ; 11/05/2005 à 15h10.

  25. #20
    Karibou Blanc

    Re : Photons, antimatière

    Salut,

    je croyais que l'on ne trouvait pas d'antimatière à proximitée de la terre...et comment font-ils techniquement pour déplacer une particule d'antimatière, vu qu'elle réagie au contact de la matiere?
    L'antimatière est produite à l'intérieur du LHC. Ensuite on peut la maintenir à l'écart de la matière environnante avec des champs magnétique (l'antiproton est chargé et produit avec une vitesse non nulle dans le réf du laboratoire).
    En générale on ne produit d'antimatière au repos dans le ref du labo, d'ailleurs c'est un des problème qu'on a (avait?) pour vérifier si l'antimatière a bien les mêmes propriétés que la matière (notamment sa masse gravitationnelle). Quelqu'un a-t-il des nouvelles la dessus, a-t-on enfin réussi à étudier des atomes d'antimatière en chute libre dans le champ de pesanteur terrestre ?

  26. #21
    deep_turtle

    Re : Photons, antimatière

    Citation Envoyé par waylander_druss
    Comment est ce c'est possible? je croyais que l'on ne trouvait pas d'antimatière à proximitée de la terre...
    Deuxième idée fausse, il y en a... Elle vient de la radioactivité, des rayons cosmiques, et même si elle ne survit pas longtemps il y en a toujours un peu... Ai-je déjà mentionné le dossier Futura sur l'antimatière ? ça parle de ça aussi...

  27. #22
    mtheory

    Re : Photons, antimatière

    Citation Envoyé par Karibou Blanc
    Quelqu'un a-t-il des nouvelles la dessus, a-t-on enfin réussi à étudier des atomes d'antimatière en chute libre dans le champ de pesanteur terrestre ?
    Des atomes d'anti matière je sais pas mais dès les années 60 on a fait le test avec des K0, K0bare je crois.
    Résultat des courses c'est pas avec de l'anti matière qu'on fait de l'anti gravité.
    Mais alors Star Treek ,on m'aurait mentie !?!!??.

  28. #23
    Karibou Blanc

    Re : Photons, antimatière

    Résultat des courses c'est pas avec de l'anti matière qu'on fait de l'anti gravité.
    Mais alors Star Treek ,on m'aurait mentie !?!!??.
    Il y a des gens à Saclay (je ne citerai pas de noms ) qui ont remarqué qu'ils pouvaient y avoir des solutions des équations d'Einstein pour lesquelles masse grave et masse inertielle serait de signe opposé pour les particules d'anti-matière. Ils expliquent (tente d'expliquer plutôt) avec cette anti gravité, la vitesse de rotation des galaxie et l'accélération de l'expansion de l'univers...

    En as tu déjà entendu parlé ?
    Je n'ai pas bcp de détails la dessus pour ma part...

  29. #24
    physastro

    Re : Photons, antimatière

    Citation Envoyé par mtheory
    Des atomes d'anti matière je sais pas mais dès les années 60 on a fait le test avec des K0, K0bare je crois.
    Résultat des courses c'est pas avec de l'anti matière qu'on fait de l'anti gravité.
    Salut,
    ce que tu appelle anti-gravité, c'est juste tout "simplement" la face répulsive de la gravité, non??
    Car effectivement, déjà dans les équations d'Einstein, cette notion de répulsion était soulevée!!
    Si c'est bien cela, effectivement on expliquerait du coup l'expansion accélérée de notre Univers!!

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  31. #25
    Karibou Blanc

    Re : Photons, antimatière

    As-tu des infos, des références ? quleque chose ?

  32. #26
    mtheory

    Re : Photons, antimatière

    Citation Envoyé par Karibou Blanc
    As-tu des infos, des références ? quleque chose ?
    Ah!Il semblerait que les gens ait trouvé des 'loopholes' pour s'affranchir des arguments expérimentaux et théoriques contre l'anti matière antigravitante:
    http://www.ifca.unican.es/imfp03/Landua1
    p7
    Je reste sceptique avec ces histoire de Chardin

  33. #27
    mtheory

    Re : Photons, antimatière

    Citation Envoyé par Karibou Blanc
    Salut,



    L'antimatière est produite à l'intérieur du LHC. Ensuite on peut la maintenir à l'écart de la matière environnante avec des champs magnétique (l'antiproton est chargé et produit avec une vitesse non nulle dans le réf du laboratoire).
    En générale on ne produit d'antimatière au repos dans le ref du labo, d'ailleurs c'est un des problème qu'on a (avait?) pour vérifier si l'antimatière a bien les mêmes propriétés que la matière (notamment sa masse gravitationnelle). Quelqu'un a-t-il des nouvelles la dessus, a-t-on enfin réussi à étudier des atomes d'antimatière en chute libre dans le champ de pesanteur terrestre ?
    look that:
    http://cplear.web.cern.ch/cplear/cpl...452_99_425.pdf

  34. #28
    EspritTordu

    Re : Photons, antimatière

    L'energie nécessaire à la réalisation d'un couple positron-électron est-elle de même quantité que l'annihilation du même couple ?

    D'autre part, quelque chose me chiffonne : si il ya collision, on peut produire différents couples baryoniques, mais c'est du hasard le couple obtenu ou bien est-ce fonction de l'énergie mis en oeuvre ?

  35. #29
    deep_turtle

    Re : Photons, antimatière

    On peut produire tout ce qui respecte les lois de conservation, comme dit plus haut. Cette condition étant remplie, oui c'est du hasard, mais avec des probabilités contrôlées par les lois quantiques : la physique subatomique permet de savoir quelle probabilité on a de voir apparaitre une paire électron-positron, une paire proton-antiproton, deux paires électron-positron, etc...

  36. #30
    physastro

    Re : Photons, antimatière

    Citation Envoyé par Karibou Blanc
    As-tu des infos, des références ? quleque chose ?
    Salut,
    en fait, si tu considère la méca newtonienne la gravitation n'est qu'attractrive ; en revanche en RG les équation d'Einstein autorisent une face répulsive à la gravitation!
    Dans la théorie newtonienne l'intensité de la gravitation ne dépend que de la masse de l'objet(s) en question, en ce qui concerne la théorie einsteinienne, l'intensité dépend de la masse mais aussi de la pression interne de l'objet(s)!!
    Lorsque cette même pression est inférieure au tiers de la densité d'énergie, la somme de la densité d'énergie et du triple de la pression interne devient négative!! La gravité devient alors répulsive!!!

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