Particules élémentaires.

[invite4f479fad]

Bonjour,
Le proton vit 10 p30 ans, le neutron vit quelques centaines de secondes.
Comment connaît-on le temps de vie du proton et pourquoi, comment ces particules meurent-elles ?
Merci, à bientôt.
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[skeptikos]

Bonjour,
Pour l'instant le proton est considéré comme stable, et les théories qui prévoient sa décomposition ne sont pas confirmées.
@+

[invite8ef897e4]

Bonjour,

Le proton vit 10 p30 ans, le neutron vit quelques centaines de secondes.

Le chiffre que vous citez 10 annees est une borne inferieure au "temps de vie" du proton. Pour autant que l'on sache, le proton est stable. Il ne peut pas decroitre selon le lois du modele standard. D'autres modeles cherchant a aller au-dela du modele standard predisent la decroissance du proton.

Comment connaît-on le temps de vie du proton et pourquoi, comment ces particules meurent-elles ?

Tres schematiquement, la mecanique quantique permet toujours a un etat de decroitre vers un etat possedant les memes nombres quantiques avec moins d'energie, meme si pour ce faire le systeme doit passer vers un etat de plus haute energie. Plus l'energie intermediaire du systeme "virtuel" par lequel la transition se fait est elevee, plus il faudra longtemps a la transition.

Notez bien que dans le cas du neutron libre, aux echelles de temps relevantes a la physique nucleaire (10 s), le temps de decroissance est enorme, le neutron libre pourrait etre appele "quasi-stable".

Ces theories au-dela du modele standard introduisent des nouvelles particules tres massives avec des nouveaux nombres quantiques, qui peuvent constituer un etat intermediaire pour la decroissance du proton. Parce que ces particules doivent etre tres massives (sinon on les aurait vues), la decroissance du proton est encore incoyablement plus lente. Notez que l'Univers n'est vieux "que" d'une dizaine de milliards d'annees. Pour un temps de vie du proton on parle d'une centaine milliards de milliards de milliards de fois l'age de l'Univers. C'est bien l'ordre de grandeur predit, mais il est pour l'instant difficile de faire mieux en precision pour vraiment tester ces theories de grande unification de cette facon.

edit croisement

[invite2d9f8ffe]

Bjr
je suis sure qu'il ya des gents qui vont repo,dre mieux que moi. Et jpourtant :

Selon l'incertitude Heisenberg E*T est toujour inferieur a h ( la constante de plank). La durée de vie d'une particule est donc h/E. Bien entendu le sparticules le plus energetriques vivent moins que celles lentes ou peu energetiques. Ceci est bien entendu une approximation inferieur ou superieure qu'on donne et elle est pas forcement la durée exacte de vie.

[A voir en vidéo sur Futura]

[doul11]

bonjour,

Selon l'incertitude Heisenberg E*T est toujour inferieur a h ( la constante de plank).

c'est supérieur, pas inférieur, ça change tout, t peut être infini, ça ne pose pas de problème.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Princip..._de_Heisenberg

[invité576543]

Selon l'incertitude Heisenberg E*T est toujour inferieur a h ( la constante de plank). La durée de vie d'une particule est donc h/E. Bien entendu le sparticules le plus energetriques vivent moins que celles lentes ou peu energetiques. Ceci est bien entendu une approximation ou une inferieur superieure qu'on donne et elle est pas forcement la durée exacte de vie.

Non, non. L'indétermination de Heisenberg parle de , grosse nuance.

Elle dit en gros qu'on ne peut pas déterminer l'énergie à mieux que près, étant la durée d'observation.

La relation avec la durée de vie est donc dans l'autre sens. A savoir que si la durée de vie est faible, il y a une importante indétermination de l'énergie, on ne peut pas la connaître avec précision. Mais cela marche aussi bien pour une énergie élevée qu'une énergie faible, c'est la précision qui est en jeu, pas la valeur de l'énergie.

[invite2d9f8ffe]

Pardon, c'est bien superieur.............une bete betise!!!!

Non, non. L'indétermination de Heisenberg parle de , grosse nuance.

Elle dit en gros qu'on ne peut pas déterminer l'énergie à mieux que près, étant la durée d'observation.

La relation avec la durée de vie est donc dans l'autre sens. A savoir que si la durée de vie est faible, il y a une importante indétermination de l'énergie, on ne peut pas la connaître avec précision. Mais cela marche aussi bien pour une énergie élevée qu'une énergie faible, c'est la précision qui est en jeu, pas la valeur de l'énergie.

.............................V ous demendez toujours etre rigoureux lorsqu'on ecris meme dans un forum pour aider qqn a comprendre?

[invité576543]

.............................V ous demendez toujours etre rigoureux lorsqu'on ecris meme dans un forum pour aider qqn a comprendre?

Cela va plus loin qu'un problème de rigueur, il y un problème conceptuel.

Si on observe pendant un temps une particule très énergétique, l'incertitude relative sur son énergie peut-être très faible.

La borne sur l'énergie E sous la forme ne s'applique QUE si la mesure de l'énergie est nulle. Sinon la borne, c'est , avec E l'énergie mesurée. (Et c'est alors un encadrement, pas de notion de supérieur/inférieur : la valeur est encadrée entre et . Évidemment, dans le cas d'une mesure nulle, seule la borne supérieure intervient).

[invite5a685214]

Tres schematiquement, la mecanique quantique permet toujours a un etat de decroitre vers un etat possedant les memes nombres quantiques avec moins d'energie, meme si pour ce faire le systeme doit passer vers un etat de plus haute energie. Plus l'energie intermediaire du systeme "virtuel" par lequel la transition se fait est elevee, plus il faudra longtemps a la transition.

C'est l'effet tunnel ou je mélange tout?

[invite8ef897e4]

C'est l'effet tunnel ou je mélange tout?

Cela peut effectivement s'interpreter (moyennant quelques nuances) comme un effet tunnel. Habituellement, l'effet tunnel fait reference a une particule s'echappant d'un potentiel dont le "vide local" (etat de plus basse energie dans le puit) est plus eleve que le potentiel a l'infini. Dans le context dont je parle, on ne fait cependant pas les calculs en termes de potentiel, car on utilise un formalisme relativiste (la notion de potentiel est non-relativiste). Le formalisme relativiste est necessaire pour creer et detruire des particules, comme dans le cas de la decroissance par interaction faible (temps de vie du neutron).

L'analogie est donc limitee. A un niveau plus profond, dans les deux cas on a affaire essentiellement a l'inegalite de Heisenberg qui dit que l'on ne connait l'energie d'un systeme a mieux que seulement si ce systeme vit plus longtemps que .