Bonjour,
Tout d'abord j'espère ne pas m'être trompé de le titre : l'interaction forte est l'interaction responsable de la cohésion des nucléons dans le noyau ?
J'aimerais connaitre la valeur de cette interaction forte et si possible la relation qui permet de l'obtenir.
(je sais déjà qu'elle est supérieure à la force électrostatique entre deux protons, mais ça ne m'avance pas beaucoup)
Bonsoir,
oui, c'est ça.Envoyé par gudirlife
Pour 2 protons distants de 1,5 fm (10-15 m), le "force forte" est d'environ 100 fois supérieure à la force électrostatique. Pour arriver à cette valeur on peut par exemple calculer le rapport entre l'énergie potentielle forte(dans le cadre d'un potentiel de Yukawa) et l'énergie potentielle électrostatique. Le potentiel de Yukawa est de la formeJ'aimerais connaitre la valeur de cette interaction forte et si possible la relation qui permet de l'obtenir.
(je sais déjà qu'elle est supérieure à la force électrostatique entre deux protons, mais ça ne m'avance pas beaucoup), où g est une constante(valant environ 2 (unité S.I) pour r = 1.5 fm) et r0 = 1.5 fm).
Le modèle de Yukawa de l'interaction forte est historiquement le 1er, et expliquait la cohésion des nucléons par l'échange de particules massiques d'une masse environ égale à 150 MeV. (appelées "pions"). Le fait que l'interaction soit propagée par des particules massiques explique la faible portée de l'interaction (à l'inverse, le photon est de masse nulle et la portée de l'interaction életcromagnétique est infinie). Dans ce modèle(1935), les choses étaient simples, jusqu'à ce que les mesures expérimentales soient venues casser cette simplicité et le modèle de Yukawa n'expliquait pas de nouvelles formes d'interactions et la découvertes de nouvelles particules.
De nos jours l'interaction forte est décrit par une très belle théorie, la chromodynamique quantique. Les vecteurs de l'interaction forte sont appelés "gluons" et sont de masse nulle. Le proton et le neutron sont en fait constitués de particules plus élémentaires appelés "quarks", et c'est entre ces quarks que sont échangés les gluons. Le problème est que cette théorie n'explique pas ce que l'on appel "le confinement de couleurs" : on ne trouve pas dans la nature de quarks libres(sauf aux tous 1ers instants de l'univers où l'énergie était très élevée. On parle de "liberté asymptotique"), on observe que des baryons(particules composés de 3 quarks) et des mésons (composés de 2 quarks). Ce problème est une grosse épine dans le pied du modèle standard de la physique des particules.
Bonsoir,
C'est certains que leur masse est nulle ? j'ai lu (1) qu'il était possible qu'ils aient une masse de quelques MeV, quelles sont les dernières nouvelles d'un point de vue théorique et expérimental ? merci.
(1) : http://pdg.lbl.gov/2009/tables/rpp20...ggs-bosons.pdf
La logique est une méthode systématique d’arriver en confiance à la mauvaise conclusion.
Dans une théorie de Yang-Mills, les générateurs du groupe de jauge doivent être de masse nulle pour conserver l'invariance de jauge. Mais dans ce type de théorie de jauges non-abéliennes, il est possible que des effets non-perturbatifs viennent induire une masse effective aux gluons, une masse dite dynamique, due à l'auto-interaction accentuée à faible énergie des gluons(dynamical mass). On trouve les mêmes types de calculs que dans l'article précédent dans le cadre des théories de jauge à température finie(non-nulle) où il est nécessaire d'effectuer des resommations de diagrammes afin de tenir compte d'effets non-perturbatifs, et l'on montre dans ce cadre que les gluons "deviennent" massifs, mais cette masse est effective et est dite thermique.
En résumé, ces 2 types de masses ne sont pas des masses au sens propre du terme, comme celle d'un électron par exemple, et cela principalement parce qu'elles n'affectent pas le caractère invariant de jauge du lagrangien de la théorie.
Il en est de même pour l'interaction faible où les bosons vecteurs doivent-être de masse nulle. Vu la portée de l'interaction faible il était évident que ce n'était pas le cas du moins à faible énergie et c'est pour cela qu'il fallu introduire le boson(plutôt "les") de Higgs afin de rétablir l'invariance de jauges du lagrangien. Par contre ici les masses des bosons vecteurs de l'interaction faible ne sont pas effectives comme pour les gluons.
Ok, c'est assez technique mais je comprends, par contre je n'ai pas accès au document (dynamical mass), mais avec les mots clés "gluon dynamic mass" j'ai trouvé des documents sur arxiv. merci vaincent.
La logique est une méthode systématique d’arriver en confiance à la mauvaise conclusion.
Bonjour.
Si les gluons n'agissent qu'entre quarks, quelle est la force qui agit entre les nucléons pour maintenir tout le noyau en place ?
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
Bonjour,
J'ai deux questions :
- S'il s'avere que les gluons ont une masse, faudras aussi incorporer un mécanisme de higgs pour l'expliquer ? et donc introduire de nouvelles particules (scalaire) ?
- Un modèles avec des gluons de masse nuls n'est il pas plus élégant ?
Salut
Je ne participe pas du tout à la discussion, c'est juste pour donner un accès alternatif à l'article de vaincent
Cornwall
Il y a une version scannée sur les serveurs du KEK (Japon) qui est libre d'accès et gratuit.
Malheureusement le serveur est actuellement hors-service, probablement suite au tremblement de terre.
A essayer plus tard...
Les gluons également, d'un nucléon à l'autre.
non puisque ce n'est qu'une masse effective qui ne modifie pas le caractère invariant de jauge du lagrangien. Donc pas besoin de rajouter des termes dans le lagrangien(et donc de nouvelles particules) pour retablir une invariance de jauge qui est déjà présente.
[/quote]- Un modèles avec des gluons de masse nuls n'est il pas plus élégant ?
La chromodynamique n'est pas modifiée par ces masses effectives des gluons, puisque justement ce ne sont pas de "vraies" masses comme pour les bosons vecteurs de l'interaction faible. Les gluons sont de masse nulle, mais leur comportement dynamique induit à leurs conférer une masse effective qui rend compte des phénomène en présence.
Merci shamrock !
