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Défaut de masse



  1. #1
    Staind

    Défaut de masse

    bonjour à tous,
    Je suis en Terminale S et récemment nous avons fait un cours qui m'a intrigué.
    On a calculé le défaut de masse des atomes. Je me suis alors posé la question : "à quoi est-ce dû?"
    La masse et l'énergie sont liées par conséquent on peut calculer l'énergie de liaison des atomes.
    EL= (défaut de masse) (c^2)
    Le défaut de masse serait-il donc (en gros) l'énergie portée par les bosons (vecteurs de force) appelés gluons?
    Merci d'avance.
    Cordialement

    -----


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  3. #2
    physastro

    Re : Défaut de masse

    Citation Envoyé par Staind
    bonjour à tous,
    Je suis en Terminale S et récemment nous avons fait un cours qui m'a intrigué.
    On a calculé le défaut de masse des atomes. Je me suis alors posé la question : "à quoi est-ce dû?"
    La masse et l'énergie sont liées par conséquent on peut calculer l'énergie de liaison des atomes.
    EL= (défaut de masse) (c^2)
    Le défaut de masse serait-il donc (en gros) l'énergie portée par les bosons (vecteurs de force) appelés gluons?
    Merci d'avance.
    Cordialement
    Bonjour, en effet, dans une particule comme un proton par exemple, l'énergie prépondérante est l'énergie d'intéraction (intéraction nucléaire forte véhiculée via les gluons (bosons médiateurs) entre les quarks (uud pour le proton par exemple)).

  4. #3
    Heimdall

    Re : Défaut de masse

    considère ton noyau de masse M, il est consitué de Z protons de masse et N (=A-Z) neutrons de masse .

    et bien la masse M du noyaux est inférieure à la somme des masses de ses constituants, c'est à dire :



    car mettre des nucléons ensemble comme ça, ça ne fait pas un noyau, il faut les lier, et pour ça une partie de leur masse est utilisée comme énergie de liaison.

    Cette énergie de liaison est précisément donnée par la différence entre la masse des nucléons et la masse du noyau, le tout mutiplié par c².



    En revanche, il ne sagit pas de l'énergie portée par un gluon.

    En effet, et c'est souvent très mal expliqué dans les livres de vulgarisation qu'on lit en terminale.... les gluons, s'ils sont les messagers de l'interaction forte, sont échangés par les quarks à l'intérieur des nucléons, et non entre les nucléons entre eux.... (là viennent jouer les mésons).

    Le noyau est un gros tas de nucléons collés entre eux, mais on ne "sait pas trop bien comment"... en effet, l'interaction forte est mal connue, et le problème à N corps (puisque c'est bien de ça qu'il s'agirait ici) est toujours délicat.

    Donc pour modéliser l'énergie de liaison, pour connaitre les différents paramètres qui interviennent, on est obliger d'y aller un peu "a la louche"...

    Dans la première moitié du siècle dernier, au lieu de tenter de décrire l'interaction nucléon-nucléon avec tous les nucléons du noyau, on a trouvé plus simple, d'oublier un peu le caractère individuel des nucléons et de regarder le noyau comme un tout, comme une sorte de sphère molle constituée de "matière nucléaire" très dense. Ca s'apelle le modèle "de la goutte liquide" et bien que semblant très grossier et faux, il a donné des résultats très intéressants, et est toujours utilisé aujourd'hui en recherche nucléaire...


    En considérant ce fait que le noyau est une sphère liquide de matière nucléaire, Bethe et Weizsacker ont, dans la première moitié du siècle dernier, déduit une formule pour modéliser l'énergie de liaison en fonction des constituants du noyau.

    Je ne vais pas donner la formule ici, mais juste dire que cette énergie de liaison est modélisée comme une somme de contribution de différentes énergies, comme l'énergie d'interaction coulombienne entre les nucléons, la place des nucléons dans le noyau (ceux sur la surface de la sphère sont moins liés que ceux au centre) et des corrections quantiques comme le principe de pauli....

  5. #4
    Staind

    Re : Défaut de masse

    Citation Envoyé par Heimdall

    En effet, et c'est souvent très mal expliqué dans les livres de vulgarisation qu'on lit en terminale.... les gluons, s'ils sont les messagers de l'interaction forte, sont échangés par les quarks à l'intérieur des nucléons, et non entre les nucléons entre eux.... (là viennent jouer les mésons).
    Les gluons sont messagers de l'interaction forte. Or je lis dans mon cours que cette dernière permet la cohésion du noyau.
    Je comprend bien que sans la cohésion de nucléons il est encore plus difficile de "faire tenir" un noyau...
    Les mésons sont des hadrons (sensibles à l'interaction forte) mais je ne comprend pas bien leur rôle dans la cohésion du noyau. En effet s'il y a des mésons (qui ne sont ni des protons ni des neutrons, eux même étant des baryons) dans le noyau il y a donc une partie du défaut de masse qui leur correspond?
    Pour résumer, on dit (source: glossaire futur-sciences) que les hadrons sont sensibles à l'interaction forte. Serait-ce donc uniquement dans leur structure? L'interaction forte n'existe pas entre hadrons?

    Citation Envoyé par Heimdall

    les gluons, s'ils sont les messagers de l'interaction forte, sont échangés par les quarks à l'intérieur des nucléons, et non entre les nucléons entre eux....
    Merci, j'avais oublié ce détail. Je me suis un peu mélangé avec mon cours.

    Glossaire :
    Baryon
    Nom générique initialement donné à toutes les particules de masse égale ou supérieure à celle du proton et du neutron. Elles sont électriquement neutres ou chargées et [b/]participent aux interactions fortes.[\b]

    De quelle manière y participent-ils?


    Citation Envoyé par Heimdall
    Je ne vais pas donner la formule ici, mais juste dire que cette énergie de liaison est modélisée comme une somme de contribution de différentes énergies, comme l'énergie d'interaction coulombienne entre les nucléons, la place des nucléons dans le noyau (ceux sur la surface de la sphère sont moins liés que ceux au centre) et des corrections quantiques comme le principe de pauli....
    Merci ça ma paraît déjà plus clair. Mais le défaut de masse est très petit cela signifie que ces interactions sont infimes !

  6. #5
    BioBen

    Re : Défaut de masse

    Mais le défaut de masse est très petit cela signifie que ces interactions sont infimes !
    Non à cause du c² (soit grosso modo un facteur 10^17)

    L'interaction forte n'existe pas entre hadrons?
    on dit (source: glossaire futur-sciences) que les hadrons sont sensibles à l'interaction forte.
    Tu as répondu à ta questio non ? Sensible = qui la subit.
    http://www.futura-sciences.com/compr...ssier176-1.php
    Dernière modification par BioBen ; 27/12/2005 à 12h34.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Staind

    Re : Défaut de masse

    Merci !
    Je lis tellement de choses souvent contradictoires ou trop floues que j'avais du mal à m'y retrouver.

    Mais il y a une contradiction non?
    Les gluons véhiculent l'interaction forte.
    Cette dernière agit sur les quarks mais aussi sur les hadrons entre eux (d'après le lien).

    HEIMDALL a écrit:
    "En effet, et c'est souvent très mal expliqué dans les livres de vulgarisation qu'on lit en terminale.... les gluons, s'ils sont les messagers de l'interaction forte, sont échangés par les quarks à l'intérieur des nucléons, et non entre les nucléons entre eux.... (là viennent jouer les mésons)."

    Que viendraient faire les mésons (=hadrons aussi) là dedans?
    Les gluons ne vehiculent donc pas l'interaction forte "hors des hadrons". Qui le fait?
    Parce que les hadrons ne sont pas des vecteurs de forces au même titre que les bosons non?

    (Excusez mon ignorance)

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  10. #7
    Staind

    Re : Défaut de masse

    Quelle méprise !
    Ca y est j'ai compris
    Le défaut de masse n'est pas une énergie toujours présente dans le noyau. Elle est expulsée à la formation du noyau. (donc à la limite un photon mais pas un gluon)
    Merci à tous pour vos réponses.
    Cordialement

  11. #8
    kingxiv

    Re : Défaut de masse

    Heu question bête, vous avez dit que l'énergie des nucléons est mise à contribution pour maintenir la cohésion du noyau via l'interaction forte. Donc cette "perte" d'énergie est donc la perte de masse (E=mc²).

    Mais.... je ne comprends pas : normalement une dépense d'énergie c'est jamais "une fois pour toute" hop je dépense de l'énergie et de façon perpétuelle j'ai une cohésion.
    Il y a une notion temporelle, donc de puissance... Donc ici je trouve que l'image n'est pas clair.

    (ou je suis totalement à la masse ==> c'est possible).

    Merci de mettre un peu d'huile dans ma lampe pour que j'y vois plus clair.

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