Annihilation et création de matière.

[invite05eac660]

Bonjour à tous!

J'ai une question qui me triture l'esprit depuis quelques temps concernant donc l'annihilation et la création de matière. Le produit de la collision d'un électron et d'un positron donne un rayonnement. Mais on peut obtenir aussi l'effet inverse (création d'une paire électron-positron) à partir d'une énergie >1MeV.
Voici la question:
Si l'on crée une paire (électron-positron) celle-ci ne s'annihilerait-elle pas dès sa création?

Je n'arrive pas à entrer des symboles scientifiques dans mon texte...
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[invitefc60305c]

Bonjour.

Pas forcément...

La création d'une paire d'électron-positron est due à un choc entre un électron et une autre particule, telle qu'un photon.
Si l'énergie du choc est supérieure à celle de l'énergie des masses de la particule et de son antiparticule, ces dernières vont prendre une direction différente et ne pas s'annihiler directement.

Pour plus d'infos
http://www.futura-sciences.com/compr...ssier501-1.php

[inviteca4b3353]

Salut,

La création d'une paire d'électron-positron est due à un choc entre un électron et une autre particule, telle qu'un photon.

Attention, la paire electron-positron est produite par un photon pas par un choc photon-electron. Regarde bien la figure dans le dossier

KB

[invitefc60305c]

Effectivement, le positron et l'électron proviennent du photon.
Dans ma tête, j'ai toujours vu ça comme une collision entre 2 particules comme si on balançait un photon sur un électron. Bon bah j'avais tout faux
Merci beaucoup !

[A voir en vidéo sur Futura]

[hterrolle]

je remene ma petite science.

D'après se que j'ai lu. une colision electron/antielectron s'hannile en un photon de 1,11 Mev. en fait la longuer d'onde du photon est égale a 2mc². c'est a dire deux fois l"énergie aux repos equivalent la masse d'un electron. étant donné que la masse energetique d'un electron est .55 Mev tu multiple par deux = 1.11 Mev

Pour répondre a ta question si elle s'annule dés lors création en un photon.

Je ne rapprte que ce que j'ai lu. Mais j'avoue que cela me trouble.

E=mc2

je n'arrive toujours pas a comprendre comment il en est arrivé là ?

mais il semblerait que cela fonctionne. "pour l'instant du moins"

[inviteaab9221a]

Pour répondre a ta question si elle s'annule dés lors création en un photon.

Bonjour !!

Il me semble aussi que c'est ça. Ce n'est pas ce qu'on appelle aussi des particules virtuelles des fluctuations du vide quantique ? Elles n'ont pas le temps d'être detectées car aussitôt crées, elles dosparaissent....

[invite8c514936]

Pour répondre a ta question si elle s'annule dés lors création en un photon.

Non. Lorqu'une paire électron-positron est créée, chaque particule part de son côté et ne s'annihilent pa si elles s'éloignent avec des vitesses suffisantes.

[invitefc60305c]

Bonjour.

Les fluctuations quantiques du vide (j'adore cette expression ) mettent en jeu des particules virtuelles qui s'annihilent aussitôt après avoir été crées. Mais ça ne concerne que le vide, ces particules ne sont pas créées de la même manière que dans un accelerateur à particule.

[invite05eac660]

Merci pour vos réponses et à bientot.

[invite05eac660]

Non. Lorqu'une paire électron-positron est créée, chaque particule part de son côté et ne s'annihilent pa si elles s'éloignent avec des vitesses suffisantes.

La vitesse "d'évasion" de ces deux particules dépendrait-elle de la valeur de l'unité d'énergie du photon d'origine?

[invite8c514936]

Oui. En fait il faut deux photons au début, un seul photon ne peut pas se transformer en paire de particules (ça violerait la conservation de la quantité de mouvement ou celle de l'énergie). En pratique, le photon peut se convertir en paires quand il est en présence d'un champ magnétique ou électrique (ce champ apporte alors le second photon, bien moins énergétique que le premier, c'est pour ça que parfois on ne le mentionne pas).

[invite05eac660]

Merci, j'ignorai l'existance de ce second photon. Dailleurs, je remerci aussi anonymus pour son lien très instructif. Au plaisir de vous relire...

[invite05eac660]

Avé les amis,

J'ai remarqué que lorsqu'une paire (électron-positron) est créée, chaques particules prend une trajectoire opposée mais pas toujours en ligne droite. En effet, sur le graphique obtenu sur un détecteur on peut observer que certaines particules ont une trajectoire en courbe ou plus encore, en spirale. Est-ce dû à l'énergie (photon) de départ ou à l'environnement dans lequel l'expérience c'est réalisée...ou tout autre phénomène?

Merci et à bientôt!

[invite8c514936]

C'est parce que dans ces expériences, on applique un champ magnétique, justement dans le but de donner une courbure aux trajectoires afin de distinguer les particules chargées positivement de celles chargées négativement.

[invite05eac660]

Merci,

Je bûche un peu les rayons cosmiques car il semblerait qu'ils aient la faculté de créer des particules et anti-particules en entrant dans l'atmosphère. Passionnant tout cela en vérité!
Merci encore pour le suivi et à bientot!

[Garion]

Juste une question connexe, dans un article de "La recherche", ils parlent de "positons", hors ici, on parle plutôt de "positrons".
Alors ? "Positons" ou "Positrons" ?

[inviteca6ab349]

Oui. En fait il faut deux photons au début, un seul photon ne peut pas se transformer en paire de particules (ça violerait la conservation de la quantité de mouvement ou celle de l'énergie). En pratique, le photon peut se convertir en paires quand il est en présence d'un champ magnétique ou électrique (ce champ apporte alors le second photon, bien moins énergétique que le premier, c'est pour ça que parfois on ne le mentionne pas).

Salut,

j'ai juste deux quesstions :
- le champ electrique apporte vraiment un photon, ou il lui suffit de briser une symetrie ?
- le fait qu'un photon ne puisse pas donner deux particules spontanement provient de son absence de masse ? (certaines particules massiques me semble-t-il se desintegrent tres bien spontanement) bon je sais que me taper le calcul devrait m'apporter la reponse, mais elle risque d'etre bourre d'erreurs de calcul justement....

Merci

[invité576543]

Bonjour,

- le champ electrique apporte vraiment un photon, ou il lui suffit de briser une symetrie ?

Il faut vraiment une particule supplémentaire. Les deux particules créées, étant de masse non nulle, ont un centre de masse commun qui se déplace à une vitesse finie. Or le photon tout seul n'a pas cette caractéristique. Les lois de conservation interdisent, comme l'a indiqué Deep, la transformation d'un système qui changerait la vitesse du centre de masse.

Par contre, un système constitué d'une paire de photons, ou d'un photon et d'une autre particule massique, peut avoir la propriété requise.

- le fait qu'un photon ne puisse pas donner deux particules spontanement provient de son absence de masse ?

On peut le présenter comme cela, il me semble.

Cordialement,

[invite05eac660]

Juste une question connexe, dans un article de "La recherche", ils parlent de "positons", hors ici, on parle plutôt de "positrons".
Alors ? "Positons" ou "Positrons" ?

Avé,

Les deux termes sont utilisés mais, personnellement celui que j'ai rencontré le plus souvent est: POSITRON.
A plus!

[invited2cec4ae]

En fait il faut deux photons au début, un seul photon ne peut pas se transformer en paire de particules (ça violerait la conservation de la quantité de mouvement ou celle de l'énergie).

Je suis très intéressé par cette affimation qui me paraît fort péremptoire.

Il suffit d'ouvrir n'importe quel livre traitant de la QED --- Electrodynamique quantique : théorie quantique des interactions entre photons et fermions, je ne saurais trop vous conseiller le livre de Peskin & Schroder intitulé An Introduction to Quantum Field Theory --- pour voir que cette théorie oblige la création d'une paire électron-antiélectron ou plus généralement fermion-antifermion avec un seul photon. Cette théorie permet d'ailleurs de réfuter l'affirmation de Deep Turtle. En effet, en QED, il est possible de représenter, grâce aux fameux diagrammes de Feynman, l'ensemble des phénomènes physiques lors desquels n'inteviennnent que des fermions et des photons --- ce qu'il me semble être le cas ici. Ces diagrammes contiennent l'ensemble des informations de la QED : la symétrie générale de la théorie (symétrie dite de Jauge, pour les connaisseurs) qui intervient par l'intermédiaire des bosons de Jauge de la théorie --- plus connus sous le terme de bosons médiateurs de l'interaction, dans ce cas ce sont les photons --- et les interactions possibles entre la matière (ici, les fermions) et les bosons de Jauge.
Malheureusement pour toi Deep Turtle, cette structure mathématique très contraignante et rigoureuse interdit le phénomène physiques tel que celui que tu mentionnes : celui lors duquel deux photons se rencontrent pour donner un paire fermion-antifermion.

En pratique, le phénomène de création d'une paire fermion-antifermion est très peu probable sauf à très haute énergie. Pour rendre ce dernier observable en pratique, les physiciens prennent deux protons, les accélèrent à des vitesses proches de celles de la lumière à l'aide d'un champ électrique (pour faire simple) les collisionnent et enfin étudient les produits de la désintégration. Lors d'une telle expérience, l'énergie dans le centre de masse du système constitué des deux protons est gigantesque et surtout suffisante pour produire des photons tellement énergétiques qu'ils peuvent créer des paires fermion-antifermion avec une probabilité plus grande.

[invitea29d1598]

Je suis très intéressé par cette affimation qui me paraît fort péremptoire.

un truc qui se montre en 5 lignes de calcul ça te semble vraiment péremptoire ?

Il suffit d'ouvrir n'importe quel livre traitant de la QED --- Electrodynamique quantique : théorie quantique des interactions entre photons et fermions, je ne saurais trop vous conseiller le livre de Peskin & Schroder intitulé An Introduction to Quantum Field Theory --- pour voir que cette théorie oblige la création d'une paire électron-antiélectron ou plus généralement fermion-antifermion avec un seul photon.

et il suffit presque de prendre n'importe quel bouquin de cinématique relativiste (niveau bac+1 ça suffit, et même en français) pour trouver le calcul et voir que c'est faux...

dans le cadre de la QED, tu as effectivement des graphes avec un photon et une paire e-/e+. Mais même la QED repose sur la cinématique relativiste pour ce qui est des lois de conservation. Si ton photon est pas virtuel, impossible qu'il se matérialise tout seul. S'il est virtuel, il existe pas vraiment et on peut pas parler de photon qui se matérialise.

Malheureusement pour toi Deep Turtle, cette structure mathématique très contraignante et rigoureuse interdit le phénomène physiques tel que celui que tu mentionnes : celui lors duquel deux photons se rencontrent pour donner un paire fermion-antifermion.

euh... t'es sûr qu'on parle de la même QED ?

En pratique, le phénomène de création d'une paire fermion-antifermion est très peu probable sauf à très haute énergie.

bah oui, évidemment : il faut que l'énergie du système soit au moins égale à deux fois l'énergie au repos de la particule fermionique souhaitée... c'est d'ailleurs pour ça que la création la plus courante est la paire e-/e+ puisque l'e- est le plus léger fermion (enfin, y'a le neutrino aussi, mais il est pas chargé électriquement donc il se forme uniquement par du Z0 et pas du photon)

Pour rendre ce dernier observable en pratique, les physiciens prennent deux protons,

si tu veux jouer sur les détails, ils en prennent en fait un peu plus que deux... il s'agit de 2 faisceaux... parce que réussir à isoler et prendre juste deux protons, c'est pas gagné d'avance

les accélèrent à des vitesses proches de celles de la lumière à l'aide d'un champ électrique (pour faire simple) les collisionnent et enfin étudient les produits de la désintégration. Lors d'une telle expérience, l'énergie dans le centre de masse du système constitué des deux protons est gigantesque et surtout suffisante pour produire des photons tellement énergétiques qu'ils peuvent créer des paires fermion-antifermion avec une probabilité plus grande.

en fait on fait sans problème la même chose en accélérant des électrons et les faisant entrer en collision avec des protons déguisés en noyaux. Ca coûte moins d'énergie (on accélère que l'e- qui est plus léger qu'un proton) et le résultat final est plus "gentil" car l'e- est élémentaire. Quand tu collisionnes 2 protons, c'est un peu comme si tu cherchais à casser deux noix en lançant deux sacs de noix l'un contre l'autre : pas super efficace et y'a du bordel de tous les côtés (en physique des particules on parle de "jets" pour désigner le bordel ambiant créé par les quarks et leurs tits copains).

[invite8c514936]

Malheureusement pour toi Deep Turtle

Je suis désolé d'insister, mais non...

Il suffit d'ouvrir n'importe quel livre traitant de la QED --- Electrodynamique quantique : théorie quantique des interactions entre photons et fermions, je ne saurais trop vous conseiller le livre de Peskin & Schroder intitulé An Introduction to Quantum Field Theory --- pour voir que cette théorie oblige la création d'une paire électron-antiélectron ou plus généralement fermion-antifermion avec un seul photon.

Regarde plus en détail ce que dit le bouquin. Tu verras qu le photon ne peut donner une paire que s'il est soumis à une perturbation électromagnétique , c'est-à-dire la présence d'un second photon.

J'admettrais volontiers que je me trompe si c'était le cas (en plus j'aurais appris quelque chose, c'est chouette de se tromper sur le forum !!), mais là vraiment non... La conversion d'un photon en une paire électron-positron violerait la conservation de la quantité de mouvement ou de l'énergie de façon flagrante (essaie d'écrire le bilan de deux quantités puisque tu sembles à l'aise avec le formalisme, tu te rendras vite compte de ton erreur ).

PS : croisement avec Rincevent !

[invité576543]

Jle photon ne peut donner une paire que s'il est soumis à une perturbation électromagnétique, c'est-à-dire la présence d'un second photon.

Bonsoir,

Je pensais qu'une particule chargée pouvait faire l'affaire, particule qui ne subit alors aucun changement autre que celui de son énergie-qm? Mais ça revient peut-être au même en faisant intervenir un photon virtuel?

N'y aurait-il pas de créations de paires si on balance des photons contre un flots d'électrons par exemple, en se débrouillant pour que l'énergie nécessaire combine obligatoirement celle d'un photon et celle d'un électron?

Cordialement,