Défaut de masse ... me fait défaut !

[invite2eff8eef]

Bonjour à tous,

Je suis actuellement en train d'étudier 2 cours différents et j'ai l'impression que les 2 me donnent des explications contraires (enfin c'est sûrement pas le cas, ça doit être une question d'interprétation).

La physique nucléaire me dit que le défaut de masse d'un atome (en négligeant les e-) est donné par : Z*masse des protons + N*masse des neutrons - masse atome. Le défaut de masse est l'énergie de liaison qui doit être positive pour que le noyau existe et donc : Masse atome < somme de ses constituants (protons & neutrons). Masse atome = Masses nucléons - Energie de liaison.

Alors que la physique des particules me dit par exemple pour le proton, que sa masse est bien plus grande que la masse des 3 quarks qui le compose et que l'essentiel de la masse du proton provient de son énergie de liaison : Masse proton > masses constituants. Masse hadron = masse quarks + énergie liaison. (Idée qui me semble le plus clair)

Bon certes, nous ne sommes pas en présence des mêmes forces, "ancienne" IF vs "actuelle" IF mais comment cela se fait t-il que les 2 semblent de contredire ? La somme ou la différence d'énergie pour un concept qui semble pourtant similaire ?

C'est sûrement quelque chose que je devrais savoir depuis bien longtemps mais je viens seulement de m'apercevoir de cela :P

Merci d'avance
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[Amanuensis]

Bonjour, et bienvenue sur le forum,

Alors que la physique des particules me dit par exemple pour le proton, que sa masse est bien plus grande que la masse des 3 quarks qui le compose et que l'essentiel de la masse du proton provient de son énergie de liaison : Masse proton > masses constituants. Masse hadron = masse quarks + énergie liaison. (Idée qui me semble le plus clair)

Ce sont ces assertions là qui posent problème. Plusieurs points.

a- Il manque le terme d'énergie cinétique, c'est Masse hadron = masse quarks + masse énergie cinétique + ..., où "masse quarks" est la masse (mal connue) "au repos". Le plus gros de la masse d'un hadron semble être dans le terme d'énergie

b- La définition de l'énergie de liaison est difficile avec les quarks. La définition de base (valable entre nucléons, ou pour un système lié par électromagnétisme, ou par gravité) est l'énergie qu'il faut fournir pour séparer en éléments et les amener au repos à l'infini. L'ennui c'est que l'interaction forte ne "fonctionne" pas comme l'électromagnétisme ou la gravitation, on parle de "liberté asymptotique" des quarks dans la théorie qui décrit l'interaction forte, la QCD. La question de la masse des hadrons demande de prendre en compte ce difficile concept.

Un excellent texte de vulgarisation (in english) sur le sujet : http://www.frankwilczek.com/Wilczek_...in_of_Mass.pdf. Assez long (mais faut pas espérer de réponse courte un tant soit peu sérieuse sur la question), l'article présente la question, les rudiments nécessaires de QCD, et une tentative de réponse (tout en concluant qu'on ne dispose pas de réponse complète).