L'être Electron (est-il "un" ?)

[invite1a08538c]

Bonjour,
Je m'intéresse à l'électron en tant qu'entité. De mémoire, il s'agit d'un fermion classé comme étant une particule élémentaire doté d'une énergie détrminée, répondant à des équations d'orbitales atomiques avec le principe de Pauli, équation de Schrödinger etc ... et autres guirlandes mathématiques d'une complexité certaine ... Seulement, ce sont es informations qui datent ..

Mais est-il prouvé que l'électron est réellement une particule "élémentaire" c'est à dire forme une seule et même entité ?
Qu'en est-il des découvertes le plus récentes concernant cet électron ?

Une théorie (je n'arrive plus à trouver laquelle) prévoit que l'électron et apte à se transformer en une autre particule subatomique je crois. Une autre (celle des états de superposition) affirme que deux électrons libres -il me semble- sont aptes a corréler leurs états quantiques quelque soit la distance qui les sépare (un lien avec la matière noire non ..?)
J'ai également lu que le diamètre d'un électron libre augmentait dans le temps jusqu'à ce qu'il se retrouve 'piégé' .

En tant que novice, je me dis que ces faits en impliquent d'autres à plus petite échelle : je m'y perds ...

Quelqu'un aurait-il des informations plus précises au sujet ?

Merci et bonne journée
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[Deedee81]

Salut,

Mais est-il prouvé que l'électron est réellement une particule "élémentaire" c'est à dire forme une seule et même entité ?

Rien n'est jamais réellement prouvé en physique.

Mais les expériences même les plus modernes (comme les grands accélérateurs de particules) montrent toujours que l'électron se comporte comme une particule élémentaire.

Une théorie (je n'arrive plus à trouver laquelle) prévoit que l'électron et apte à se transformer en une autre particule subatomique je crois.

Sous des collisions violentes, de nombreuses particules peuvent être créées (et les initiales détruites ou pas, tout dépend de la collision, des interactions, des lois de conservations,...).

C'est prédit par l'électrodynamique quantique, la théorie quantique des champs,... Et c'est observé dans les grands accélérateurs de particules.

En fait, il suffit déjà de mettre un positron (= antiélectron) à coté d'un électron pour qu'ils s'annihilent en produisant deux ou trois photons.

Une autre (celle des états de superposition) affirme que deux électrons libres -il me semble- sont aptes a corréler leurs états quantiques quelque soit la distance qui les sépare (un lien avec la matière noire non ..?)

C'est la mécanique quantique. C'est un phénomène relativement banal bien que sont observation/utilisation soit assez récente (une quarantaine d'année).

C'est utilisé dans la téléportation quantique, la cryptographie quantique, le calcul quantique.

Pour avoir des infos là-dessus :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Intrication_quantique
http://fr.wikipedia.org/wiki/Paradoxe_EPR
http://fr.wikipedia.org/wiki/In%C3%A...C3%A9s_de_Bell
http://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%A9rience_d'Aspect

J'ai également lu que le diamètre d'un électron libre augmentait dans le temps jusqu'à ce qu'il se retrouve 'piégé' .

Ca je n'ai jamais entendu.

Attention à la notion de "taille" d'un électron. En mécanique quantique c'est une notion qui n'est pas très claire ("flou quantique", indétermination des grandeurs comme position et impulsion, et donc longueur). En électrodynamique l'électron est considéré comme ponctuel. On donne souvent un diamètre qui correspond en fait au diamètre électromagnétique (boule de charge électrique dont l'énergie électrostatique est égale à l'énergie totale (E = mc²) de l'électron au repos). Et dans les interactions on parle de section efficace.

[invite1a299084]

Bonjour,

Je ne connais pas de théorie actuelle sur le côté élementaire de l'électron.

Cependant pour le moment l'électron est une particule élementaire classé dans la famille des Leptons.
Donc il est considéré comme une particule qui n'est pas composée d'autres particules.

Après peut-être que des théories disent le contraire il faut demander à quelqu'un de plus expérimenté dans ce domaine.

[Deedee81]

Après peut-être que des théories disent le contraire

Je n'en connais pas. Même pour la théorie des cordes, l'électron est une particule élémentaire (une vibration particulière d'un objet élémentaire, une corde), et non une particule composite.

Il me semble quand même avoir lu un truc là dessus, avec des objets élémentaires appelés richons. Mais pas moyen de remettre la main là dessu (google m'envoie sur des trucs qui n'ont rien à voir). J'avais lu ça sous la plume de Edgard Elbaz. Mais de ce que j'en sais, cette spéculation théorique n'a rien donné de bon.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1a08538c]

Merci beaucoup pour ta réponse Dedee;
J'ai rapidement survolé les liens que tu m'as conseillé et n'ayant pas le temps de m'y mettre aujourd'hui, je compte le faire de façon plus complète un jour prochain ..
Et j'aurai certainement d'autres questions !

Cependant je remarque qu'on en sait beaucoup sur ce qui caractérise les interactions de l'électron avec son environnement. Mais en sait-on plus sur l'électron en lui même qu'il y a quarante ans ?
Cette 'boule de charge', c'est un quantum d'énergie régulier et universel apparemment, c'est ce que tu as voulu dire ? (après, le "diamètre énergétique" donc dépendrait de son état et ses interactions ?)

Alors pour en revenir à la réponse de Micki, ce Lepton que constitue l'électron serait une particule uniquement constituée d'énergie (éduction rapide mais je me renseignerai pour savoir si c'est le cas pour les autres particules élémentaires ..)

[invite5ca9172e]

Bonjour,

Il faut signaler que la mécanique quantique considère l'électron comme ponctuel ce qui l'oblige à perdre l'information par exemple de la dimension de son moment cinétique (ou moment angulaire) 1/2 hbar. Du coup le spin devient un grandeur mathématique qui n'a rien à voir avec sa réalité physique de dimension [M L^2 T^-1). Cette démarche se justifie par le fait qu'il est impossible de "voir" en deçà de 10^-18 m. On sait cependant que la dualité onde-particule situe l'onde de l'électron sur lambda (10^-13 m) selon Compton.

En revanche, le rayon classique obtenu par : énergie électrique = me c^2 ne semble pas représenter un rayon enveloppant la charge électrique. Si le rayon particulaire existe, il est en dessous de 10^-18 m.

cordialement

[invite401b9562]

Bonsoir,

Certaines théories propose que l'electron comme tout les leptons sont en fait des particules composites. Ceci permetrais entre autres de relier les familles des leptons avec celles des hadrons.

Les quarks serais eux aussi composites.

Aprés, ce ne sont que de vieux souvenir de lectures rapide, peut etre que j'ai oublié des choses importantes !

Et surtout, comme la dit Deedee, aujourd'hui aucun signe de sous particules pour les leptons malgrés les recherches dans les collisionneurs.

[invitef17c7c8d]

Il faut signaler que la mécanique quantique considère l'électron comme ponctuel ce qui l'oblige à perdre l'information par exemple de la dimension de son moment cinétique (ou moment angulaire) 1/2 hbar.

Je ne comprends pas le lien causal entre pontuel et .
h n'a pas la dimension d'une action ?
Sous-entendez-vous que la perte d'information est la conséquence du principe d'incertitude ?

[Deedee81]

Salut,

Cependant je remarque qu'on en sait beaucoup sur ce qui caractérise les interactions de l'électron avec son environnement. Mais en sait-on plus sur l'électron en lui même qu'il y a quarante ans ?

On en a beaucoup appris grâce à l'électrodynamique quantique, la théorie électrofaible, il y a grosso modo une quarantaine d'années.

Mais depuis il n'y a pas énormément de changement (en ce qui concerne l'électron pur et dur).

Nul doute que ça viendra (sans nécessairement que cela s'oriente vers une structure composite, je ne vais pas jouer les madames Irma )

Non, la "boule de charge" n'est pas un quantum d'énergie universel. L'énergie d'un électron peut être quelconque (mais supérieure à son énergie propre = mc²). Par contre la charge électrique est quantifiée.

En revanche, le rayon classique obtenu par : énergie électrique = me c^2 ne semble pas représenter un rayon enveloppant la charge électrique.

Excellente précision.

[invite1a08538c]

Bonsoir, et merci pour vos réponses !
J'y vois un peu plus clair maintenant.

Alors à priori, les théories divergent sur la question de subdivision des particules élémentaires; ça nous laisse un bel éventail d'interrogations...
Pourquoicomment, tu nous parle d'une longueur d'onde de l'électron; de quoi dépend ce paramètre exactement par rapport à l'état de la particule en elle même ? (je veux dire : comment est ce que je pourrais me représenter ça visuellement ?)

Non, la "boule de charge" n'est pas un quantum d'énergie universel. L'énergie d'un électron peut être quelconque (mais supérieure à son énergie propre = mc²). Par contre la charge électrique est quantifiée.

Tu sais s'il y a des conditions spéciales pour qu'un électron adopte certains états énergétiques ? (je ne sais pas s'il s'agit des états "excités" dépendant des orbitales atomiques ... ou si je confonds un peu tout). J'ai certainement beaucoup de mal à visualiser le concept de charge / interaction ...

Bref, un sujet qui m'intéresse beaucoup : avant de poser des questions trop loin, il vaudrait mieux que je me penche sur ce qui a déjà été trouvé avant . Ce qui m'a tout l'air d'être une masse de théories phénoménale..

Bonne soirée !

[Deedee81]

Salut,

Pourquoicomment, tu nous parle d'une longueur d'onde de l'électron; de quoi dépend ce paramètre exactement par rapport à l'état de la particule en elle même ? (je veux dire : comment est ce que je pourrais me représenter ça visuellement ?)

La longueur d'onde est associée à la quantité de mouvement :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Longueu..._de_de_Broglie

Pour la visualisation, le mieux c'est encore les orbitales (position de l'électron autour de l'atome).
http://www.chm.ulaval.ca/~chm13212/Notes/img847.gif
bien qu'il s'agisse ici d'ondes stationnaires.

Tu sais s'il y a des conditions spéciales pour qu'un électron adopte certains états énergétiques ? (je ne sais pas s'il s'agit des états "excités" dépendant des orbitales atomiques ... ou si je confonds un peu tout). J'ai certainement beaucoup de mal à visualiser le concept de charge / interaction ...

Il suffit que l'électron soit lié à un autre système (par exemple le noyau) via une interaction (généralement l'interaction électromagnétique).

C'est une situation semblable à l'énergie cinétique et potentielle d'une planète en orbite autour du Soleil.

Dans ce cas, l'énergie de l'électron peut varier selon sa situation et il peut y avoir des états excités. L'électron retombe dans un état moins énergétique en émettant un photon.

L'électron en tant que tel n'a pas d'excitation interne puisque c'est un objet élémentaire. A moins que le muon (une sorte d'électron lourd) soit un tel état excité. Je n'en sais rien (je ne suis pas sur qu'il y ait des théories qui exploitent cette possibilité, peut-être la théorie des cordes ???).

Ce qui m'a tout l'air d'être une masse de théories phénoménale..

C'est sur que les théories comme la mécanique quantique, la théorie quantique des champs,.... sont assez volumineuses (ça n'implique pas que les électrons) et des théories "de pointes" (ça nécessite avant l'étude de la mécanique classique, de la mécanique analytique, de l'électrodynamique classique, éventuellement même de la relativité et de la physique statistique). C'est forcément plusieurs années d'études (une licence en physique, par exemple).

[invite401b9562]

Bref, un sujet qui m'intéresse beaucoup : avant de poser des questions trop loin, il vaudrait mieux que je me penche sur ce qui a déjà été trouvé avant . Ce qui m'a tout l'air d'être une masse de théories phénoménale..

Bonne soirée !

Pour rejoindre la réponse de Deedee, c'est sur que depuis émergence de la TQC, il y a du boulot !
Mais avant cela, pour commencer a comprendre l'electron, il faut déja comprendre la quantique, comprendre comment elle définit l'electron et tout ce qui vas avec.

La TQC, elle fournit une description générale, et surtout elle permet de donner les interactions entre toutes ces particules.
Concernant l'electron en particulier, elle a permis de calculer avec une précision extreme le moment magnetique anormal de ce dernier. Mais elle ne te diras rien sur la "nature" de l'electron, et pour cause, son "postulat" de départ c'est que les particules sont ponctuelles.

La théories des cordes et les autres ne t'en dirons pas beaucoup plus...

Reste que les théories un peu "marginales" qui propose d'autres directions comme par exemple que les électrons ne sont élémentaires.
Si tu tape "Composite lepton" sur google tu devrais avoir accés a plusieurs d'entre elles, mais il faut te mettre en garde, il faut faire le tri, il faut avoir a l'esprit que pour l'instant, elles n'ont aucunes justification expérimentales et surtout, elle se base sans doute tous sur la TQC, donc si tu a pas vue la TQC...

Si tu t'interesse seuleument a l'electron, tu devrais faire des recherche historique pour comprendre comment les idées ont évolué au cours du siécle dernier, tu te rendras alors compte que depuis les année 60, l'image c'est "figée", car on a dévellopé une théorie tout a fait convenable pour décrire les particules, au dela, ce ne sont que des spéculations qui attendent confirmation.

[invite5ca9172e]

Je ne comprends pas le lien causal entre pontuel et .
h n'a pas la dimension d'une action ?
Sous-entendez-vous que la perte d'information est la conséquence du principe d'incertitude ?

Bonjour,

"ponctuel" veut dire : rayon = 0. Or une toupie a un moment angulaire de dimension physique M L^2 T^-1. Par définition si L = 0 alors h = 0. C'est pourquoi la MQ a inventé un être mathématique qui interprète le spin sans sa dimension physique.