Durée d'un instant et radioactivité

[invited6a8e0a5]

Bonjour,
Finalement deux questions assez indépendantes:

Concernant la radioactivité, les différentes demi-vies des éléments radioactif peuvent elles être prédites grâce à la théorie ou sont-elle calculées de façon purement empirique ? Le carbone 14 par exemple.
Si elles peuvent être prédites, j'imagine alors qu'on leurs à trouver des causes, alors pourquoi la description des moments à venir de désintégrations reste-elle purement probabiliste ? On ne sait pas calculer "l'arrivée" de la cause ?

Dans le contexte de la radioactivité, quelle est thériquement la durée d'un instant de desintégration ?

Merci à vous.
-----

[KLOUG]

Bonsoir

Pour beaucoup de radionucléides cela a résulté de mesures pratiques.
Au départ on a essayé d'indentifer les rayonnements émis par les atomes. pour le carbone-14, c'est un émetteur bêta pur.

Il fallait ensuite avoir une activité de départ mesurable et voir son évolution au cours du temps. C'était pour les radionucléides à courte période, recréés avec la découverte de la radioactivité artificielle.

Pour les longues périodes comme le carbone-14 (5730 ans) on prenait des échantillons similaires remontant à des temps différents e on faisait un comptage.
On d'ailleurs longtemps cru que la concentration en carbone-14 était constante, ce qui n'est pas le cas et ce qui a donné lieu à des corrections.

Vous verrez d'ailleurs que selon l'ouvrage que vous utilisez pour lire la période, les valeurs peuvent être différentes (c'est vrai évidemment pour les périodes longues).

Par contre dans un échantillon on ne sait toujours pas dire quel atome va subir cette transformation. Le comptage montre qu'il y en a un nombre donné qui se transforme mais on ne sait pas lesquels.
Ce serait certainement intéressant au niveau microscopique et au niveau de la compréhension et prédiction des phénomènes.
Je pense que les chercheurs sur ce sujet continuent à travailler sur cette question.

Je dois bien admettre que dans le domaine professionnel qui est le mien, c'est le niveau macroscopique qui m'intéresse.

La durée d'une désintégration est question intéressante. J'avoue ne pas me l'être posée. On trouve dans beaucoup d'ouvrages des valeurs sur l'émission de rayonnements suite à une désintégration. Celle-ci serait de l'ordre du milliardième de seconde. On peut penser que c'est aussi le cas d'une désintégration. Il existe d'ailleurs des atomes ayant cette valeur de période.

C'est l'observation du produit résultant qui permet aussi de déterminer cette grandeur.

Je pense que d'autres intervenants donneront des éléments plus précis que les miens.

A bientôt
KLOUG

[invite6dffde4c]

Bonjour KLOUG et Lordesfarfadets.
Je crois que la question de Lordesfarfadets concerne la prédictibilité de l'instant de la désintégration d'UN atome particulier.
Le processus et purement aléatoire et imprévisible. Les statistiques fonctionnent pour un grand nombre d'atomes, mais pas pour un seul.
D'ailleurs la désintégration radioactive est un des rares processus qui permettent de générer des nombres vraiment aléatoires et a été utilisée à cette fin.

Pour ce qui est de la durée, je n'en suis pas sur que l'on se soit préoccupé beaucoup de la question. Si vous attendez un autobus dont vous ne connaissez pas l'heure d'arrivée, le temps qu'il met pour freiner n'a pas beaucoup d'importance.
Je suppose qu'il doit avoir des modèles pour la désintégration avec plein de quarks et photons virtuels et des possibilités différentes qu'il faut additionner. Mais ne connais rien dans le sujet.
Cordialement,

[invitec3f06645]

les différentes demi-vies des éléments radioactif peuvent elles être prédites grâce à la théorie ou sont-elle calculées de façon purement empirique ?

oui elles sont prédites par la théorie. L'accord avec la valeur expérimentale varie entre excellent et moyen en fonction du noyau (ex. noyau très déformé, etc...).
La théorie mise en jeu dépend du type de radioactivité.
pour beta : theorie de Fermi
pour alpha : theorie de Gamow

[A voir en vidéo sur Futura]

[KLOUG]

Bonjour
Et merci à LPFR et MafateMafate pour leurs précisions.
Je vais donc pouvoir continuer à approfondir le sujet.
KLOUG

[invited6a8e0a5]

oui elles sont prédites par la théorie. L'accord avec la valeur expérimentale varie entre excellent et moyen en fonction du noyau (ex. noyau très déformé, etc...).
La théorie mise en jeu dépend du type de radioactivité.
pour beta : theorie de Fermi
pour alpha : theorie de Gamow

Bonjour et merci à tous pour vos réponses.

Les probabilités trouvées par ces théorie sont-elles liées au principe d'incertitude temps/énergie ou à autre chose ?

Reformurlé : en admettant que l'on puisse tout savoir d'un radionucléide, y'aurait-il encore une incertitude sur la "date" de sa desintégration ?

Merci.

PS: j'ai entendu que le processus était acausale; qu'est ce que cela veut dire par exemple dans le cadre du carbone 14 ?

[invited6a8e0a5]

D'ailleurs la désintégration radioactive est un des rares processus qui permettent de générer des nombres vraiment aléatoires et a été utilisée à cette fin.


Cordialement,

Bonjour et merci LPFR,
Peut-on en conclure que la radioactivité doit tout au hasard ? Si oui lequelle

Merci.

[invite6dffde4c]

Bonjour et merci LPFR,
Peut-on en conclure que la radioactivité doit tout au hasard ? Si oui lequelle

Merci.

Re.
Je ne le rédigerais pas comme ça.
Mais toutes les intéractions entre particules sont soumises au hasard. Vous ne savez pas ce qui va arriver quand un photon rencontre un électron. Il peut arriver plusieurs choses, chacune avec sa probabilité.
Même chose pour la désintégration. Vous ne savez pas quand un atome va se désintégrer. Vous ne pouvez connaître que la probabilité de désintégration pendant une période de temps.
Vous pouvez toujours vous demander "Qu'est ce qui lui prend de se désintégrer maintenant alors qu'il ne l'a pas fait depuis de millions d'années?". Vous n'aurez pas de réponse.
A+

[invitec3f06645]

Les probabilités trouvées par ces théorie sont-elles liées au principe d'incertitude temps/énergie ou à autre chose ?

Reformurlé : en admettant que l'on puisse tout savoir d'un radionucléide, y'aurait-il encore une incertitude sur la "date" de sa desintégration ? ?

non la théorie prédit la probabilité de désintégration par unité de temps () et non pas la date de la désintégration de chaque noyau
...

[invited6a8e0a5]

non la théorie prédit la probabilité de désintégration par unité de temps () et non pas la date de la désintégration de chaque noyau
...

Merci.
J'avais bien compris qu'il s'agissait de .
Et ma première question était donc bien peut-on prédire théoriquement la valeur de lambda ou ne la "calcule" t'on qu'empiriquement.

Je souhaitais néanmoins savoir si c'était un processus causale, j'ai donc compris que non ?

[KLOUG]

Bonsoir

Et j'en reviens aussi à la question :
"Peut-on prédire théoriquement la valeur de lambda ou ne la "calcule" t'on qu'empiriquement ? ".
On conçoit bien que les atomes qui s'écartent par rapport à la vallée de la stabilité vont avoir une période courte. Plus ils seront déformés (trop de protons ou trop de neutrons) plus la période sera courte.

Mais étant en déplacement et n'ayant pas tous mes livres avec moi, je reste en suspens par rapport à la question.
La détermination de la période : théorie ? pratique ? les deux ?
Quand on prend simplement des valeurs de périodes dans différents ouvrages on voit qu'il y a des différences. La dernière discussion portait justement sur un écart important sur la période du carbone 14. 5500 et quelques ou 5700 et quelques.
Théorie ou pratique ?

A bientôt
KLOUG

[invited6a8e0a5]

non la théorie prédit la probabilité de désintégration par unité de temps () et non pas la date de la désintégration de chaque noyau
...

Bonjour,

C'est le pourquoi du comment de ma question initiale (radioactivité et durée d'un instant).

Si la mesure d'un instant est nulle sur R, nous avons donc une équiprobabilité de desintégration sur un ouvert de R... jusqu'à desintégration.
Ce n'est pas vrai à priori mais cela l'est à posteriori
A chaque instant, la probabilité théorique de desintégration était la même, cela n'existe pas en math sur ce type d'espace

Cordialement,

PS: je sais qu'il y a beaucoup d'autres exemple ou l'on pourrait faire ce constat, c'est celui-ci qui m'intéressait car j'ai une idée

[invite6dffde4c]

A chaque instant, la probabilité théorique de desintégration était la même, cela n'existe pas en math sur ce type d'espace

Bonjour.
Imaginez une pluie de points au hasard qui tombe sur une droite. À chaque instant, la probabilité qu'un point tombe dans intervalle de la droite, dans un intervalle de temps, est la même.
Au revoir.

[invited6a8e0a5]

[QUOTE=LPFR;2642888]Bonjour.
Imaginez une pluie de points au hasard qui tombe sur une droite. QUOTE]

Ce type de pluie n'existe pas en mathématique, alors les mathématiciens font comme les physiciens, ils appellent Monte Carlo.

Merci néanmoins.