Antimatière -> bain de photons ?

[invite0edf6cdf]

Bonsoir à tous !

Encore une question sur l'antimatière !
Admettons qu'une quantité énorme de particules et antiparticules se rencontrent. Il y a annihilation. Le résultat est donc : plein de photons ?
Seulement, lorsque pleins de photons s'entrechoquent ils se séparent pour former une particule et antiparticule; arrêtez-moi si je me trompe ! Donc, la question est : que se passe-t-il ? Le phénomène se reproduit-il indéfiniment ou bien y a-t-il stabilisation à un moment ?

Merci aux esprits curieux et généreux qui prendront le temps de répondre.
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[doul11]

Bonjour,

lorsque pleins de photons s'entrechoquent

Les photons ne s'entrechoquent pas, encore moins quand l'énergie augmente.

[invite0edf6cdf]

Mmm.. comment ça se fait ?

[doul11]

Les photons se couplent avec des particules qui ont une charge électrique, le photon n'a pas de charge électrique, il n'y a pas de couplage photon-photon.

Si tu fait se croiser des rayons lumineux il ne se passe rein, un aimant n'a pas d'effet sur la lumière.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9c9b9968]

Bonjour doul11 et tout le monde

Les photons se couplent avec des particules qui ont une charge électrique, le photon n'a pas de charge électrique, il n'y a pas de couplage photon-photon.

Si tu fait se croiser des rayons lumineux il ne se passe rein, un aimant n'a pas d'effet sur la lumière.

En fait ce n'est pas complètement vrai (même si bien sûr je vois très bien ce que tu veux dire ).

Dans la description quantique des effets électromagnétiques et surtout de l'interaction photon/matière, on peut faire un traitement perturbatif c'est-à-dire regarder l'interaction à l'ordre le plus bas dans la constante de couplage, puis ensuite donner ce que l'on appelle souvent les "corrections quantiques", qui sont les calculs d'ordre supérieur. Ceci est visualisé par l'approche des diagrammes de Feynman.

Il est effectivement correct de dire qu'à l'ordre le plus bas (ce que les physiciens appellent "à l'arbre", tree-level en anglais) il n'y a pas de couplage photon-photon, car en effet les photons n'ont pas de charge électromagnétique.

Mais si on voulait écrire un diagramme de couplage photon-photon, on pourrait, en poussant le calcul à l'ordre suivant : on a ce que l'on appelle un couplage effectif, purement quantique. J'ai déjà sur ce forum donné un tel exemple de couplage pour une diffusion photon/photon :

http://forums.futura-sciences.com/de...ml#post1235593

Après tout est question d'efficacité de la réaction (et évidemment elle est très petite, puisque il faut déjà aller dans un diagramme non trivial pour décrire une telle chose): avec un faisceau peu intense, il ne se passe rien, les photons ne se "voient" pas.

Par contre si on augmente l'intensité du faisceau, il peut se passer des choses intéressantes, c'est ce qui est l'idée de base d'un concept de collisionneurs photon/photon :

http://www.desy.de/~telnov/ggtesla/

Cordialement,

G.

[doul11]

Bonsoir Gwyddon

http://www.desy.de/~telnov/ggtesla/

Super

Je savais qu'un couplage photon-photon apparais a l'ordre 2 du développement perturbatif, mais sans plus de détails, donc merci pour cette explication, si tu as des références (pas trop techniques) intéressantes sur le sujet je suis preneur !

[invite0edf6cdf]

Les photons se couplent avec des particules qui ont une charge électrique, le photon n'a pas de charge électrique, il n'y a pas de couplage photon-photon.

Si tu fait se croiser des rayons lumineux il ne se passe rein, un aimant n'a pas d'effet sur la lumière.

en fait, j'ai lu que si une particule, n'importe laquelle, pas forcément un photon... rencontrait son antiparticule, il y avait transformation en un photon.

[doul11]

Pour faire une anti-particule on inverse la charge, le photon n’ayant pas de charge électrique il est sa propre anti-particule. A moins que tu ais compris ce dont parle Gwyddon une bonne approximation pour le moment sera de considérer que les photons n'interagissent pas entre eux, en gardant a l’esprit que dans une situation spéciale il y a une probabilité non nulle d'avoir de collision photon-photon.

En général quand on parle d'antimatière il s'agit de la matière dans le sens des fermions, car les bosons ne sont généralement pas porteur de charge électrique. Quand un électron rencontre un anti-électron qui s’appelle un positron il vont s'annihiler et donner deux photons dont l'énergie sera en accord avec conservation d'énergie avant-après annihilation, deux pour des raisons de conservation de la quantité de mouvement.

[Deedee81]

Salut,

car les bosons ne sont généralement pas porteur de charge électrique

Attention de ne pas trop t'avancer. Pense au boson W+- ou au pi+- ou encore aux mésons K+-.

Pour ce qui est de l'interaction photon-photon, il me semble (confirmation bien venue) que ça peut presque toujours être négligé. Même dans des cas extrême. Prenons par exemple le tout début de l'univers où on avait une soupe d'antiparticules de particules et de photons. La densité d'énergie est telle que l'interaction photon-photon doit être fréquente. Mais vu la présence des particules, ce sont les interactions photons - particules (chargées) qui continuent à dominer.

Cette situation est toutefois en en équilibre thermique (je répond à la dernière question de Maou dans son premier message). Il y a équilibre lorsque la création de particules et antiparticules (par un photon heurtant une particule ou une antiparticule) devient aussi fréquence que l'annihilation particule - antiparticule.

[invite0edf6cdf]

Pour faire une anti-particule on inverse la charge, le photon n’ayant pas de charge électrique il est sa propre anti-particule. A moins que tu ais compris ce dont parle Gwyddon une bonne approximation pour le moment sera de considérer que les photons n'interagissent pas entre eux, en gardant a l’esprit que dans une situation spéciale il y a une probabilité non nulle d'avoir de collision photon-photon.

Oui, j'avais lu ça, pour le photon qui était sa propre anti particule.
Mais, une collision particule/anti-particule AUTRE QUE photon/photon, est-ce que cela donne bien un photon ?

(merci pour vos réponses )




"Prenons par exemple le tout début de l'univers où on avait une soupe d'antiparticules de particules et de photons. La densité d'énergie est telle que l'interaction photon-photon doit être fréquente. Mais vu la présence des particules, ce sont les interactions photons - particules (chargées) qui continuent à dominer."

--> Je pensais que c'était parce qu'il y avait un peu plus de matière que d'antimatière ? J'ai donc faux ?

[invite0edf6cdf]

je crois, en gros, avoir compris que dans des cas spéciaux (faisceau très intense), un photon peut se "diviser" (?).
Donc okay une collision particule/anti-particule AUTRE QUE photon/photon donne bien des photons ( j'avais lu trop rapidement ).

Résumé => mon scénario est impossible (?)

[Deedee81]

Salut,

Résumé => mon scénario est impossible (?)

Disons que c'est un peu plus complexe que ça. Voir la fin du message 9. Il va y avoir un équilibre, comme tu le proposes, mais qui implique aussi des interactions entre photons et (anti)particules. Les interactions photons-photons vont rester minoritaires.

Note que particule + antiparticule donne des photons si l'énergie est faible. Si les particules sont très énergétiques (très rapides) il va y avoir production de pleins de particules. C'est exactement ce genre de chose que l'on a fait au LEP et qu'on fait au LHC (collisions électrons - positrons dans un cas, protons - antiprotons dans l'autre). Si ça ne produisait que des photons ce ne serait pas très intéressant

Mais à faible énergie, oui.

Un exemple :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Positronium

Il se désintégre en deux ou trois photons.