Le proton.

[invite4f479fad]

Bonjour,
En préambule, je ne suis pas physicien.
Ma question : Le proton serait éternellement stable.
Pourquoi et comment le sait-on ?
De même, pourquoi le neutron est-il instable ?
Merci, à bientôt.
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[invitecaafce96]

Bonjour,
Avez vous utilisé les moteurs de recherche pour répondre à votre question ?
Même sur ce forum, le sujet a été traité plusieurs fois .

Voici un exemple, il y en a d'autres /

http://forums.futura-sciences.com/ph...te-atomes.html

[Deedee81]

EDIT arg, zut, croisement. A cause de la longueur de ma réponse.
Ca donne ainsi deux réponses. Celle-ci, et celle dans le lien

Salut morrow,

Ma question : Le proton serait éternellement stable.
Pourquoi et comment le sait-on ?
De même, pourquoi le neutron est-il instable ?

La stabilité du proton n'est pas prouvée (certaines théories prédisent qu'il est instable.... mais jusqu'ici on n'a rien pu observer expérimentalement. Il semble stable).

Tout est question d'interaction et d'énergie :
- Un proton c'est un assemblage de trois quarks : u u d
- Un neutron c'est un assemblage de trois quarks : d d u
- Les particules peuvent se transformer ou être créée. Par exemple, un quarks d peut se transformer en quark u : d -> u + électron + antineutrino. Ce processus est dû à l'interaction faible.
- Le processus inverse est tout à fait possible u -> d + positron (antiélectron) + neutrino
- les différents processus qui peuvent se produire sont régis par deux règles :
-- la conservation de certaines grandeurs (par exemple, la charge électrique est constante)
-- la conservation de l'énergie

Il se fait que le neutron (l'assemblage udd) est un tout petit peu plus lourd que le proton (assemblage uud). Cette petite différence de masse correspond à une énergie (selon le bon vieux E=mc²).
Donc la réaction n -> p + électron + antineutrino peut se faire spontanément. L'excès d'énergie se retrouve sous forme d'énergie cinétique de l'électron et de l'antineutrino.
On l'appelle désintégration bêta et prend environ 20 minutes (la durée varie et le calcul des probabilités de désintégration, ça c'est une autre paire de manche. C'est TRES compliqué).

La réaction p -> n + positron + neutrino ne se produit pas spontanément car il faut pour cela lui fournir de l'énergie. Elle s'appelle désintégration bêta+

Dans un noyau d'atome radioactif, la situation peut être assez différente car en plus de l'énergie des protons et des neutrons, il faut tenir compte de l'énergie de liaison des neutrons et protons entre-eux. C'est même assez complexe. Surtout pour un atome radioactif qui en plus se transforme. Toujours est-il que dans certains atomes, la transformation du neutron en proton est désavantageuse d'un point de vue énergétique et l'atome est stable (exemple, le deutérium, un isotope lourd de l'hydrogène, composé d'un neutron et d'un proton. Cet assemblage est beaucoup moins énergétique que deux protons isolés à cause de la répulsion énorme entre les charges positives des deux protons).

Parfois, le changement dans le noyau rend favorable la désintégration bêta+ même si c'est plus rare.

Voilà, j'espère que c'est un peu plus clair (quand on regarde de près, on voit vite que le sujet est vaste, très vaste, et complexe).

[invite4f479fad]

Bonjour,
Merci Deedee81. J'imaginais vaguement qu'il y avait une histoire de quarks mais je n'avais pas fait de relation entre masse de p < masse de n et l'énergie correspondant à cette différence.
Des questions surviennent bien entendu concernant la nature intime des quarks (composites ou non) mais là interviennent -je crois- des notions de saveurs, de couleurs etc... Il semble en tout cas que le concept de nucléon soit bien plus complexe que le simple assemblage de trois billes collées par des gluons.
Peut-être le LHC nous en dira-t'il plus un jour.
Au revoir, à bientôt.

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