Besoin de précision sur les mésons

[invite5b668535]

Bonjour,

J'ai lu qu'un méson était responsable de l'intéraction forte entre les nucléons. Les gluons eux réalisent le "lien" entre les quarks d'un baryon ou d'un méson. Je comprends bien que les gluons ne peuvent permettre le rapprochement entre les quarks de 2 nucléons différents étant donné que ceux-ci sont blancs donc sans charge et ainsi le gluon ne peut agir. En plus si le gluon agissait entre les quarks de 2 nucléons différents alors cela voudrait dire que la couleur des quarks varie en fonction de 2 gluons simultanément ; l'un intra-baryon et l'autre inter-baryon.

En partant de ce postulat cela veut dire que les gluons ne sont pas responsable du lien entre les nucléons pour former un noyau atomique. Je ne comprends pas bien ce lien avec les mésons. Comment un méson permet aux quarks d'un neutron et d'un proton de rester "coller"?

Autre question d'après le raisonnement lu les mésons sont formés par des fuites de gluons et de quarks/antiquarks entre deux nucléons. Et là encore je suis perdu car 1mt les quarks ne peuvent pas être libre et 2mt d'où viennent ces anti-quarks? L'antimatière est soit disant en faible quantité dans l'univers mais si c'est grâce à des antiquarks que les noyaux atomiques "ordinaires" existent là il y a un paradoxe?

Merci pour vos remarques depuis qq temps je me forme sur la physique quantique et j'aimerais bien comprendre dans le détail comment l'atome existe.
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[curieuxdenature]

Bonjour

le processus qui permet à un nucléon (proton ou neutron) d'exister n'est pas celui qui permet aux nucléons de s'associer entre eux.

Les groupement de nucléons dans les noyaux atomiques se font par des échanges de particules virtuelles, et dans ce cas précis, principalement par deux des trois types de mésons Pi connus, deux protons ou deux neutrons sont liés par l'échanges de pions neutres et un proton se lie au neutron par l'échange de pions positifs. (dans un monde d'antimatière, l'antiproton et l'antineutron seraient liés par l'échange de pions négatifs)

Comme ce sont des processus virtuels, la présence d'antiparticules ne pose pas de problème par rapport à la quantité d'antimatière globalement constatée dans l'univers.

D'autre part, ce ne sont pas les seules possibilités d'échanges, le méson K 'habile' aussi le nucléon, ce qui autorise un nucléon à se transformer en Kaon + Hypéron. Mieux encore, rien n'interdit la création d'une paire, ainsi un neutron = 1 N + 1 Anti-N + 1 N, par exemple. Mais comme ces processus nécessitent des énergies considérables, ils ont une portée bien plus faible que l'échange principal avec des Pions.
En clair, le nucléon apparaît comme composé d'un noyau central dur et répulsif, entouré d'une superposition de nuages virtuels.

[invite5b668535]

Merci pour cette réponse mais elle me confirme ce que je pensais à savoir que la connaissance sur le lien qui unit les nucléons est encore mal connu.

Que signifie une particule virtuelle ; est-ce une particule créée par l'homme pour expliquer la cohésion du noyau atomique? Dans les accélérateurs ou dans le rayonnement cosmique a-t-on déjà détecté des pions?

Ce nuage virtuel qui entoure le nucléon ne pourrait-il contenir un boson non identifié à ce jour qui transmet une sorte d'interaction "moyenne"?

[curieuxdenature]

Bonjour

le lien qui unit les nucléons n'est mal connu que pour ceux qui n'ont pas les bonnes sources. Pour ma part j'ai appris en curieux et la vulgarisation à ce niveau n'est pas très riche pour le profane, il faut donc chercher cela va de soi. Mais bon, j'admets que c'est un peu comme l'enseignement de l'électronique, il y a si longtemps que ça existe qu'on ne trouvera pas facilement les bouquins qui mettent vraiment les points sur les i.
Tes questions nécessitent un cours complet sur les particules élémentaires, le mieux est de te rendre en librairie (si tu es en France, il y a la collection universitaire PUF, pas chère et très variée qui, bien que de niveau universitaire reste à la portée du profane)

Virtuel ne veut pas dire inventé pour la cause, ces particules existent réellement puisqu'on leur attribue une masse, une charge et des tas d'autres caractéristiques, et dans un processus appelé virtuel on explique par quel moyen la force constatée agit. Comme déjà dit, le proton par exemple, passe une bonne partie de son temps à se transformer en neutron et en méson Pi positif, et la cause du non respect de la masse des deux côtés de l'équation s'explique par la physique quantique.

Un processus virtuel que tu connais, le photon échangé entre le proton et son électron dans l'atome d'hydrogène stable. S'il n’apparaît pas dans le décor c'est simplement parce que c'est une interaction fondamentale qui ne s'explique pas autrement, il n'en va pas de même dès qu'on titille cet ensemble avec des vrais photons. Pas besoin de supputer un autre moyen, une autre particule qui n'expliquera rien de plus, et c'est idem pour l'habillage du nucléon.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite5b668535]

Bonjour,

Il est vrai que n'ayant pas la totalité du savoir de physicien en particules avec juste quelques heures de lecture sur ces questions je n'aurais pas du écrire que ce lien était mal connu...

J'ai lu un article qui décrivait que lors des collisions entre quarks durant leur mouvement triple, il y avait des collisions qui à ce niveau d'énergie devait créer des paires quarks/antiquarks. Ainsi voici une origine possible pour cette antimatière nécessaire à la création des mésons.

Encore deux questions...après je m'abonnnerai à une bibliothèque.

Quand tu indiques que le proton se transforme en neutron et en méson c'est grâce à l'association de l'intéraction faible et en même temps des collisions entre quarks ?

Si tu as déjà lu des articles sur ça pourrait-tu m'expliquer comment les mésons lient les nucléons ?

[curieuxdenature]

Quand tu indiques que le proton se transforme en neutron et en méson c'est grâce à l'association de l'intéraction faible et en même temps des collisions entre quarks ?

Si tu as déjà lu des articles sur ça pourrait-tu m'expliquer comment les mésons lient les nucléons ?

Bonjour

ça, c'est dans le noyau, il faut le préciser, c'est ce qui est sensé se passer entre un proton et un neutron.
Cet échange explique pourquoi un tel ensemble est stable alors qu'isolé, le neutron se désintègre en 15mn environ.( Quand le neutron devient proton, le compteur est remis à zéro et il ne se désintègre plus, à ce que j'ai compris)

Je n'ai pas d'articles à te proposer de mémoire (faudrait que je farfouille dans mes favoris) mais plus particulièrement un livre de poche de la collection "Que sais-je ?", "les particules élémentaires" de théo Kahan (1969), en ce temps là on n'était pas avare de grandes phrases pour éclairer correctement les lents à la comprenette comme moi.

[Deedee81]

Salut,

ça, c'est dans le noyau, il faut le préciser, c'est ce qui est sensé se passer entre un proton et un neutron.
Cet échange explique pourquoi un tel ensemble est stable alors qu'isolé, le neutron se désintègre en 15mn environ.( Quand le neutron devient proton, le compteur est remis à zéro et il ne se désintègre plus, à ce que j'ai compris)

Moi ce que j'avais lu c'est que c'était une question d'énergie. Le neutron (et le proton aussi d'ailleurs, par interaction avec les autres nucléons) peut se désintégrer ou pas, les deux voies existent (à tout moment, c'est un processus probabiliste comme toujours en MQ, le 15 minutes c'est une moyenne, il peut se désintégrer aussi bien en une nanoseconde qu'en mille ans). Mais elles ne peuvent se réaliser que si l'énergie totale est conservée. C'est-à-dire si l'état final est moins énergétique (le surplus étant émis sous forme de rayons gamma, de neutrinos et de niveaux excités pour les nucléons).

Pour un neutron libre, no problemos. Le proton étant légèrement plus léger, la réaction est possible.

Dans un noyau, tout dépend de l'interaction avec les autres nucléons. La désintégration bêta (neutron -> proton) ou bêta+ (proton -> neutron) se produit si le résultat est avantageux du point de vue des interactions (fort complexes) avec les autres nucléons. Auquel cas le noyau est instable.

[Hermillon73]

Bonjour,

Pour répondre à:
"Que signifie une particule virtuelle ; est-ce une particule créée par l'homme pour expliquer la cohésion du noyau atomique? Dans les accélérateurs ou dans le rayonnement cosmique a-t-on déjà détecté des pions?"

Oui, les pions sont des particules produites de manière particulièrement abondante dans les collisions en accélérateur. Pas seulement une "vue de l'esprit".

Cordialement.

[curieuxdenature]

Salut,

Moi ce que j'avais lu c'est que c'était une question d'énergie...

Bonsoir Deedee81

cela me parait plus logique en effet, plutôt que de parler de temps il aurait été plus judicieux de parler de "moyens".
Le delta masse entre P et N et de +1.29 MeV, dans le noyau de deutérium il y a un delta de -2.22 MeV, il faut croire que c'est suffisant pour rendre l'ensemble stable. Plus stable que deux P séparés d'ailleurs.