Désintégration des particules

[invitebafd601e]

Bonjour tout le monde

J'ai lu que le proton, qui est pourtant une particule très stable, finira quand même par se désintégrer aux alentours de
10^33 ans après sa création. Je crois aussi avoir vu que les électrons et les neutrons finissent par se désintégrer, j'en déduis que toutes les particules sont destinées à se
désintégrer. Cela voudrait dire qu'au bout d'un certain temps, quand tous les atomes se seront désintégrés, il n'y aura plus du tout d'atomes donc de matière baryonique !
J'aimerais beaucoup avoir votre avis sur le sujet

PS : Peut-être faut-il prendre en compte le fait qu'une association entre particules (ex : un atome) rallonge la durée de vie de celles-ci
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[invite7ce6aa19]

Bonjour tout le monde

J'ai lu que le proton, qui est pourtant une particule très stable, finira quand même par se désintégrer aux alentours de
10^33 ans après sa création. Je crois aussi avoir vu que les électrons et les neutrons finissent par se désintégrer, j'en déduis que toutes les particules sont destinées à se
désintégrer. Cela voudrait dire qu'au bout d'un certain temps, quand tous les atomes se seront désintégrés, il n'y aura plus du tout d'atomes donc de matière baryonique !
J'aimerais beaucoup avoir votre avis sur le sujet

PS : Peut-être faut-il prendre en compte le fait qu'une association entre particules (ex : un atome) rallonge la durée de vie de celles-ci

Bonsoir,

Ou as-tu lu que le proton etait instable?

[invite57f37970]

Bonsoir,

Ou as-tu lu que le proton etait instable?

Bonsoir,
Certains modèles au-delà du Modèle Standard, comme les théories de Grande Unification, prédisent la désintégration du proton.

[invitebafd601e]

Je l'ai vu sur Wikipédia : il n'est pas vraiment instable car sa durée de vie est très importante,
mais elle est quand même limitée, il se désintégrera donc au bout d'un moment

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite57f37970]

Je l'ai vu sur Wikipédia : il n'est pas vraiment instable car sa durée de vie est très importante,
mais elle est quand même limitée, il se désintégrera donc au bout d'un moment

Sur Wikipédia (article "Proton") il est écrit :

"Le proton semble être stable. Sa demi-vie est expérimentalement mesurée comme supérieure à 6,6×10^33 ans."

La durée de vie indiquée n'est qu'une limite expérimentale inférieure, elle n'est pas incompatible avec une durée de vie infinie (stabilité). L'article cité donnant cette limite cherche une désintégration du proton en positron (ou muon) plus pion neutre, ce qui est interdit dans le Modèle Standard. L'expérience cherche donc une violation du Modèle Standard. Mais d'après ce dernier, le proton est bien stable.

[invite7ce6aa19]

Je l'ai vu sur Wikipédia : il n'est pas vraiment instable car sa durée de vie est très importante,
mais elle est quand même limitée, il se désintégrera donc au bout d'un moment

Personne n'a mesuré la durée de vie du proton. On a seulement donné une limite inferieure, ce qui elimine les modeles styles SU(5) et autres.

[invite51d17075]

Bonjour tout le monde

J'ai lu que le proton, qui est pourtant une particule très stable, finira quand même par se désintégrer aux alentours de
10^33 ans après sa création.

bonjour,
te rends tu compte de la durée ( très eventuelle ) que cela peut reprensenter. ??
du genre ( ordre de grandeur ) un million de fois * un milliard de fois * un milliard de fois l'age de notre univers ! rien que ça!
Est-ce un sujet ?

[invite7ce6aa19]

Bonsoir,
Certains modèles au-delà du Modèle Standard, comme les théories de Grande Unification, prédisent la désintégration du proton.

C'est pourquoi ces modeles sont eliminés. C'est la raison pour laquelle l'idee d'unifier l'ensemble des fermions d'un coté, et de l'autre les bosons a été eliminé au benefice de la supersymétrie qui elle ne donne pas non plus de connexion avec l'experience (pour l'instant). Tout repose ou presque sur lamontée en energie du LHC a 14 Tev

[invite57f37970]

bonjour,
te rends tu compte de la durée ( très eventuelle ) que cela peut reprensenter. ??
du genre ( ordre de grandeur ) un million de fois * un milliard de fois * un milliard de fois l'age de notre univers ! rien que ça!
Est-ce un sujet ?

Oui mais on ne fait pas l'expérience que sur un seul proton, mais sur des gros volumes de matière, ce qui rend la chose expérimentalement pertinente... C'est bien un sujet.

[invite7ce6aa19]

Oui mais on ne fait pas l'expérience que sur un seul proton, mais sur des gros volumes de matière, ce qui rend la chose expérimentalement pertinente... C'est bien un sujet.

Absolument.

[invite51d17075]

si tu le dis !
je croyais qu'on parlait de désintégration "naturelle" du proton.
mais j'ai du mal saisir le sujet, semble-t-il !
cordialement.

[invite57f37970]

si tu le dis !
je croyais qu'on parlait de désintégration "naturelle" du proton.
mais j'ai du mal saisir le sujet, semble-t-il !
cordialement.

Je parle bien aussi de désintégration "naturelle". Mais il faut comprendre qu'une durée de vie est une notion probabiliste, c'est une durée de vie moyenne. Avec un grand nombre de protons, on a donc une probabilité plus importante d'observer quelques désintégrations bien avant leur durée de vie moyenne (s'il est instable), et on peut ainsi quantifier la probabilité de désintégration et donc la durée de vie moyenne.

[invite7ce6aa19]

si tu le dis !
je croyais qu'on parlait de désintégration "naturelle" du proton.
mais j'ai du mal saisir le sujet, semble-t-il !
cordialement.

Un processus en MQ pour un etat instable se traduit par une probabilité par unité de temps de se decomposer entre d'autres etats. Cela veut dire qu un proton peut (pourrait) se decomposer au bout d'une seconde, oui mais avec une probabilité extremement faible. C'est pourquoi pour avoir un nombre de resultats positifs on compense la faible probabilité par une quantité enormes de protons pour une durée d'expérience chosie (par exemple 1 mois).

C'est ainsi que l'on mesure la faible section de capture des neutrinos par une quantité enorme de matiere qui joue le role du capteur.

Pour le fameux bosons de Higgs c'est la méme chose: tres peu sont fabriqués et donc il faut faire un nombre élevé de collisions pour en avoir un tout petit peu. Avec la complication est que les evenements associés aux Higgs sont noyés dans des processus hautement probables. Ce veut dire qu il y a un signal faible noyé dans du bruit enorme.

[invite7ce6aa19]

si tu le dis !
je croyais qu'on parlait de désintégration "naturelle" du proton.
mais j'ai du mal saisir le sujet, semble-t-il !
cordialement.

Tu as 2 reponses redigées independamment l'une de l'autre. J'espere que cela t aura convaincu.

[invite51d17075]

merci beaucoup pour vos explications à tous deux.
cordialement.

[invitebafd601e]

Merci beaucoup tout le monde

Mais les protons dont vous parlez sont des protons libres ou confinés dans un noyau atomique (peut-être que ce n'est pas pareil dans les 2 cas) ?
Et qu'est-ce qu'une "limite inférieure" ?

[invite7ce6aa19]

Merci beaucoup tout le monde

Mais les protons dont vous parlez sont des protons libres ou confinés dans un noyau atomique (peut-être que ce n'est pas pareil dans les 2 cas) ?
Et qu'est-ce qu'une "limite inférieure" ?

Bonsoir,

Relativement a la question de la desintegration du proton cela ne doit pas jouer (libre ou dansle noyau)

Il s'agit bien sur d'une limite inférieure.

[invitebafd601e]

Merci

Peux-tu m'expliquer justement ce qu'est une limite inférieure ?

[doul11]

Bonsoir,

Peux-tu m'expliquer justement ce qu'est une limite inférieure ?

Si je te dis que mon age est au moins 25 ans, que peut-tu en déduire sur mon age ?

[invitebafd601e]

Si je comprends où tu veux en venir...tu as au moins 25 ans (c'est ça ?)

[invite51d17075]

je ne vois pas le rapport avec le sujet qui porte sur l'estimation probabiliste de la durée de vie d'un proton.
donc une analyse( à moins que je me goure ) vers une approche globale à partir d'un début de courbe.

[doul11]

Si je comprends où tu veux en venir...tu as au moins 25 ans (c'est ça ?)

Oui c'est ça, c'est pas grands chose comme information, tu ne connais que la limite inférieure, en fait seulement avec cette information tu ne peut pas savoir quel est mon age (sauf a regarder mon profil )

Dans le cas du proton la limite inférieure est déjà très importante et ça veut dire que cela peut être plus encore. Voir infini c'est a dire stable.

[doul11]

donc une analyse( à moins que je me goure ) vers une approche globale à partir d'un début de courbe.

C'est tout a fait cela, on a une gaussienne avec la moyenne "au milieu", plus on augmente le nombre de proton plus on de chance du faire une mesure loin de la moyenne, ce qui nous intéresse est le coté ou la durée de vie est plus courte que la moyenne. Avec suffisamment de mesures on peut faire des statistiques et retrouver ou est la moyenne.

[invite51d17075]

il faut quand même un modèle initial.

[doul11]

Oui, après je n'en sais pas beaucoup plus, j'imagine le même genre de loi que tout ce qui est désintégration de particules ou atomes radioactif ...

[ThM55]

Pour être plus explicite, on peut dire ceci: quand on donne une durée de vie inférieure, cela veut dire qu'on n'a jamais observé un seul événement de désintégration du proton. Comme on n'a évidemment pas observé tous les protons sur une durée très longue, il est clair qu'il subsiste un doute. Il faut aussi tenir compte du seuil de sensibilité qui fait qu'on ne détecte pas tous les événements présents. Etant donnés le nombre de protons observés, la durée de l'expérience et la sensibilité, on montre que le proton a une durée de vie qui est au moins de [nombre très grand], sinon on aurait probablement observé quelque chose.

[invitebafd601e]

Merci tout le monde
Donc si je comprends bien, on a pas trop de moyens de savoir si le proton se désintégrera ni quand il le fera (au moins dans 10^33 ans)

[ThM55]

Si, on a des moyens.

Mais pour faire ce genre d'expériences coûteuses, il faut convaincre beaucoup de monde de mobiliser ces moyens, qu'ils soient financiers, matériels ou humains. Pour cela, il faut proposer un modèle qui soit assez convaincant et qui prédise que le proton au repos se désintègre spontanément avec une durée de vie que l'on peut estimer dans le cadre du modèle. On fait donc une hypothèse, une prédiction, que l'on veut tester. Dans le passé, les modèles GUT faisaient ce genre de prédiction (fondée sur une symétrie entre les familles de leptons et les familles de quarks et un leptoquark) et remplissaient ces conditions. Le test a infirmé l'hypothèse puisqu'elle prévoyait une certaine durée de vie pour le proton, trop courte.

Tant que l'on n'a pas une autre hypothèse avec des effets observables non standard à tester, on n'a pas d'expérience à concevoir. Je sais qu'il existe de tels modèles dans la littérature théorique. Même dans le cadre du modèle standard, si mes souvenirs sont bons, avec des termes non renormalisables qui ne conservent pas le nombre baryonique. Mais j'ignore si c'est assez bien étayé et concret et je ne sais pas s'il existe encore des expériences de ce type. Je suppose qu'il doit encore y avoir des expériences en cours dans certains laboratoires sous-terrains...

Au fait: j'avais évoqué la sensibilité des détecteurs (on rate des événements); il faut aussi mentionner le bruit de fond, qui fait qu'on croit détecter des pions émis par une telle désintégration, alors qu'ils viennent des rayons cosmiques. Il y a des techniques pour réduire ces deux problèmes.

[invitebafd601e]

OK donc c'est quand même assez difficile à prévoir...normal qu'on préfère utiliser les probabilités

[invite51d17075]

Mais pour faire ce genre d'expériences coûteuses, il faut convaincre beaucoup de monde de mobiliser ces moyens, qu'ils soient financiers, matériels ou humains. Pour cela, il faut proposer un modèle qui soit assez convaincant et qui prédise que le proton au repos se désintègre spontanément avec une durée de vie que l'on peut estimer dans le cadre du modèle.

il faut aussi une justification utile, parce que je ne vois pas ce qu'apporterait une précision du type :
c'est plutôt de l'ordre de 10^31 ou 10^35. !