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Interaction forte



  1. #1
    Staind
    L'interaction forte est une force d'attraction, qui agit dans un rayon de 10^-15 m, et qui permet la cohésion des noyaux des atomes.
    J'ai entendu dire que ce n'était qu'une hypothèse des physiciens pour expliquer cette cohésion malgré la répulsion électrique des protons entre eux.
    QU'en est-t-il réellement? Existe-t-il une autre hypothèse?

    -----

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  3. #2
    Jackyzgood
    Salut

    J'ai egalement médité sur le sujet et je pense qu'en fait cette force, qui lie les protons et les neutrons dans le noyau, est la même qui lie les quarks a l'interieur des protons et des neutrons.

    Petite explication :

    Les quarks ont la bonne habitude de s'echanger leurs caracteristiques ce qui fait qu'ils sont tres fortement liés entre eux.

    Or quand un protons (ou un neutron) s'approche du noyau il faut voir en fait que ce sont 3 quarks qui s'approchent ! Et donc une fois arriver a une distance suffisente pour que les quarks du proton qui arrive, echangent leurs caracteristiques, avec les quarks du noyau, alors a ce moment la : le tout est lié.

    Car, a mon avis, dans un noyau on ne peux plus dire qu'il y a des protons et des neutrons. D'ailleur j'ai entendu dire qu'un noyau avait un comportement proche de celui d'un fluide. Ca serai donc juste un amas de quarks. (ou de chose plus petite allez savoir ?!)

    Et grace a ca on peut totalement s'affranchir de la repulsion electrique car vu que le squarks s'echange leurs caracteristiques, ils sont tous equivalent ! On a donc a faire a un noyau plus ou moins uniforme et donc plus ou moins stable. (le moins est ici pour expliquer l'existence de materiaux radioactifs)

  4. #3
    Rincevent
    > J'ai entendu dire que ce n'était qu'une hypothèse des physiciens pour expliquer cette cohésion malgré la répulsion électrique des protons entre eux.

    en fait c'est un peu plus qu'une hypothèse: on la connait assez bien.

    > je pense qu'en fait cette force, qui lie les protons et les neutrons dans le noyau, est la même qui lie les quarks a l'interieur des protons et des neutrons.

    l'interaction forte entre hadrons est en effet une interaction effective, l'interaction fondamentale étant (pour ce qu'on observe jusqu'à présent) la chromodynamique quantique (QCD pour les intimes) qui agit entre quarks.

    Le principe est le même que celui des forces de Van Der Wals (et autres trucs du genre) entre molécules. Ces dernières sont neutres électriquement, mais ne sont pas "fondamentales" (ou "ponctuelles") mais constituées de noyaux et d'électrons qui sont chargés. Quand les molécules sont à proximité les unes des autres, ces constituants "se sentent" et interagissent.

    pour les hadrons (dont les nucléons sont des cas particuliers puisque "hadron" est le nom générique donné aux trucs composés de quarks et d'antiquarks), c'est la charge de "couleur" qui est nulle (c'est le nom donnée à la charge liée avec la QCD et qui n'a rien à voir avec la couleur de la lumière, le nom vient d'une analogie, cf en-dessous). Les hadrons sont donc "neutres" pour la QCD (on dit "blancs") mais constitués de particules "colorées" (les quarks) qui se sentent lorsque les hadrons sont "proches".

    pourquoi parle-t'on de "couleur"? parce que la QCD a pour différence principale avec l'électromagnétisme que la charge fondamentale (dite de couleur) a trois valeurs possibles dont la "somme" est nulle. Ca peut sembler pas très naturel comme ça, mais c'est parce que c'est pas très simple à expliquer sans utiliser le formalisme de la théorie des groupes de Lie (SU(2) pour les amateurs). Disons que l'idée à retenir est qu'un quark peut être soit vert, soit rouge soit bleu et un antiquark soit "anti-rouge", soit "antivert" soit "antibleu". Mais un truc composé de 3 quarks (comme les nucléons) sera toujours formé d'un quark de chaque couleur de manière à ce que l'ensemble soit "blanc".

    > Car, a mon avis, dans un noyau on ne peux plus dire qu'il y a des protons et des neutrons. D'ailleur j'ai entendu dire qu'un noyau avait un comportement proche de celui d'un fluide. Ca serai donc juste un amas de quarks. (ou de chose plus petite allez savoir ?!)

    cette fois, c'est perdu

    dans un noyau d'atome les neutrons et les protons gardent leur individualité (à des raffinements quantiques près), même s'ils peuvent se mettre en paire (créant ainsi une sorte de superfluide). L'état qui correspondrait à une grosse boule de quarks (et de gluons qui sont les particules qui "portent la QCD") est ce que l'on appelle le "plasma de quark-gluons". Il n'est pas facile à obtenir (on essaie de le faire dans divers collisionneurs) car l'intensité de la QCD augmente avec la distance: les quarks ont tendance à rester "confinés" en paquets blancs.

  5. #4
    Jackyzgood
    J'ai du mal a saisir pourquoi je n'ai pas le droit de dire ca :
    "Car, a mon avis, dans un noyau on ne peux plus dire qu'il y a des protons et des neutrons. D'ailleur j'ai entendu dire qu'un noyau avait un comportement proche de celui d'un fluide. Ca serai donc juste un amas de quarks. (ou de chose plus petite allez savoir ?!)"

    Parce que si tu es d'accord avec la permiere partie :

    Le principe est le même que celui des forces de Van Der Wals (et autres trucs du genre) entre molécules. Ces dernières sont neutres électriquement, mais ne sont pas "fondamentales" (ou "ponctuelles") mais constituées de noyaux et d'électrons qui sont chargés. Quand les molécules sont à proximité les unes des autres, ces constituants "se sentent" et interagissent.
    Si, dans un noyau, les quarks d'un neutron (ou d'un proton) sont suffisement proche pour interagir avec son voisin, pourquoi n'echangeraient-il pas leurs couleurs?

    Je vais tenter une explication :

    imaginon une chaine infinie :

    .........A B C A B C A B C A B C.........

    A present groupons par 3 les constituants de cette chaine :

    .........(A B C) (A B C) (A B C) (A B C).........

    Mais pouquoi ne pourrait on pas les regrouper de cette maniere ?

    .........A) (B C A) (B C A) (B C A) (B C .........

    Chaque groupe est encore constitué du même nombre et du même type d'elements !! On a donc rien changer en faisant ca !!

    Pourquoi les fontieres des protons et neutrons seraient elles fixe ?

    Je pense que les physiciens on appelé ces chose des protons et neutrons parce que tout simplement ils n'avaient pas les outils necessaires pour distinguer des sous éléments. Donc pour moi les protons et les neutrons sont juste des noms.

  6. #5
    Rincevent
    > Si, dans un noyau, les quarks d'un neutron (ou d'un proton) sont suffisement proche pour interagir avec son voisin, pourquoi n'echangeraient-il pas leurs couleurs?

    ils échangent leurs couleurs par l'intermédiaire des gluons, mais les quarks portent d'autres "nombres quantiques" (d'autres drapeaux si tu veux) qu'ils ne peuvent pas échanger et qui leur confèrent une identité propre. Par ailleurs, pour ceux qui ne sont pas dans le même nucléon, ils restent à "grandes distances" les uns des autres même s'ils se sentent.

    > Je vais tenter une explication :
    > imaginon une chaine infinie :
    > .........A B C A B C A B C A B C.........
    > A present groupons par 3 les constituants de cette chaine :
    > .........(A B C) (A B C) (A B C) (A B C).........
    > Mais pouquoi ne pourrait on pas les regrouper de cette maniere ?
    > .........A) (B C A) (B C A) (B C A) (B C .........
    > Chaque groupe est encore constitué du même nombre et du même type d'elements !! On a donc rien changer en faisant ca !!
    > Pourquoi les fontieres des protons et neutrons seraient elles fixe ?

    parce que les quarks sont liés ensemble fortement. Ton modèle serait valable pour un groupe de trucs qui n'intéragiraient pas ensemble. Mais ça se passe pas comme ça pour les quarks: dans leurs interactions ils échangent des infos tout en en conservant d'autres.

    > Je pense que les physiciens on appelé ces chose des protons et neutrons parce que tout simplement ils n'avaient pas les outils necessaires pour distinguer des sous éléments. Donc pour moi les protons et les neutrons sont juste des noms.

    euh... je vois pas ce que tu veux dire. Le proton est simple à trouver: tu prends un atome d'hydrogène et tu enlèves l'électron. Pour le neutron, c'est pas beaucoup plus dur: la preuve même les militaires savent en produire pour faire des gros pétards.

    que tu remettes en cause l'existence des quarks, ça pourrait encore se défendre. Mais celles du proton et du neutron, pas facile avec toutes les expériences déjà faites...

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Coincoin
    Jackyzgood, ce n'est pas parce qu'une particule n'est pas élémentaire qu'elle n'existe pas...
    De plus passer de ...ABC... à ...BCA... selon ta méthode ne marcherait que dans le cas d'une chaîne inifinie

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  10. #7
    Rincevent
    chaine infinie ou bien fermée... un truc qui ressemblerait donc à... une corde...

    mais je joue à l'avocat du diable: la théorie des cordes à rien à voir avec ça, et le problème est tout autre: les nucléons sont pas des trucs super-exotiques dont on doute encore...

  11. #8
    Jackyzgood
    Prennez une sphere de plastique dans laquelle vous mettez un aimant. Donner ceci a une personne qui ignore tout de cet objet. Elle va se dire : c'est une boule de plastique, mais en l'approchant de materiaux feromagnetique cette personne observera des choses bizarre elle en deduira qu'il y a plus que cette boule de plastique. Donnez lui maintenant les moyens d'ouvrir cette sphere, a ce moment la cette personne comprendra tout.

    Et bien pour le proton c'est pareil ! C'est une coquille qui renferme 3 quarks, et les propriétées du protons sont uniquement dû aux propriétées des quarks.

  12. #9
    Rincevent
    > Et bien pour le proton c'est pareil ! C'est une coquille qui renferme 3 quarks, et les propriétées du protons sont uniquement dû aux propriétées des quarks.

    on a jamais dit le contraire et on est même entièrement d'accord. Mais c'est pas parce que le proton se résume à 3 quarks (en fait tu dois prendre en compte toutes les fluctuations quantiques aussi donc c'est pas si simple que ça) qu'il n'existe pas. Ce que tu dis c'est un peu comme:

    "mon corps est fait de cellules, toutes les propriétés de mon corps viennent des propriétés des cellules, donc mon corps existe pas"...

  13. #10
    Jackyzgood
    Et bien en quelque sorte oui ! Mais ca depend quel probleme tu souhaites etudier. Si tu souhaite etudier la propagation d'un potentiel d'action dans un neurone, il est evident que de parler du corps dans lequel se trouve ce neurone n'a pas réellement de sens, on ne prendra en compte que ce qui avoisine ce neurone. On peut même sortir ce neurone du corps puis l'etudier ! Et a ce moment là, le corps n'a plus aucun sens !


    Il est clair que quand tu fait de la chimie tu parle d'hydrogene, de carbone ou d'autre..... et que tu dis que l'hydorgene c'est un proton et un electron, oui c'est normal parce qu'on ne va pas s'encombrer des interactions entre les quarks pour faire de la chimie, ca sert a rien !

    Donc pour un chimiste le quark est juste un nom !

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