Je me demande, si, comme pour la matière a plus grande échelle, les charges ( protons, ou quark up qui les composent) se mettent toujours le plus possible a l’extérieur de ce qui les porte ( sur une sphere chargée negativement, les electrons sont sur la surface exterieur du metal) ; Je me doute bien qu'il doit y avoir d'autre facteurs qui font que cette séparation n'est pas possible a 100% mais a t'elle lieu en partie au moins ?
Merci
Bonjour,Envoyé par ryba7
Je ne suis pas sur de bien comprendre ta question:
Un noyau est formé de neutrons et de protons, collectivement appelés nucléons.
a l'interieur de chaque nucleon il y a 3 quarks qui se baladent.
oui ok pour cela, mais ma question est si ces quarks sont "places" totalement aléatoirement dans le volume du nucléon ou si les quark up des protons sont plutôt places vers l’extérieur, (vu que c'est eux qui amènent la charge). et que macroscopiquement la charge est toujours a l’extérieur de l’élément qui la porte ?
Salut,
Dans les noyaux la répartition est extrêmement complexe.
Grosso modo, les protons et les noyaux se répartissent sur des orbitales (un peu comme les électrons) où ils ont une amplitude de probabilité de se trouver à tel ou tel endroit, d'autant plus loin du centre que le nombre quantique principal est grand. Le remplissage est semblable aux électrons (mais avec deux particules différentes) : 2 protons et 2 neutrons sur la couche n = 0, etc... avec aussi des nombres quantiques l et m.
J'ai souligné un mot important car la description que tu donnes (avec la sphère) est classique alors qu'au niveau atomique il faut une approche quantique. Les descriptions classiques (avec des positions précises attribuées à chaque particule et tout ça), ça ne marche pas du tout.
Malheureusement, ça ne s'arrête pas là. C'est vrai pour la part électromagnétique de l'interaction. Mais il y a des écarts importants à cette distribution "simple" car l'interaction nucléaire (évidemment non négligeable !) a une portée limitée à quelques diamètres de nucléons. On peut même avoir des noyaux extrêmement déformés (non sphériques) même dans l'état de base (dans ce cas ce sont généralement des atomes instables).
La répartition des quarks dans le nucléon c'est encore plus compliqué. Je ne la connais pas et on ne sait pas le résoudre analytiquement. Est-ce que quelqu'un ici a des infos sur ce que donnent les simulations numériques ? (je sais juste que "ça remue énormément" à l'intérieur d'un nucléon).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Il y a plusieurs niveaux de réponses a donner:
1- Les interactions entre quarks a basse energie sont tellement fortes que l'on ne peut pas faire des calculs qu'a grands coupscde super calculateur. Il y a des resultats de distribution statistiques des quarks, mais je n'ai rien sous la main.
2- S' agissant des interactions entre quarks ce sont les interactions chromodynamiques qui dominent relativement aux interarctions electromagnétiques.Donc en première approximation les charges électriques seront là ou seront les quarks dont la position est determinée par les interzctions chromodynamiques.
3-Toutefois les interactions chromodynamiques tendent vers zéro avec la distance entre quarks, et donc dans cette limite l'interaction electromagnetique va gerer la distribution des charges a courte distance.
Il faudrait des cartographies, ça existe....
Merci pour ta réponse, Je savais qu'il y avais du quantique ( d’où le "places" entre guillemets), le fond de la question , vu ta réponse serais alors : les quarks up on t'ils une probabilité de présence plus élevés vers l’extérieur de l'orbitale que vers son centre ?
Disons que dans un proton il y aura des correlations de positions qui eloigneront les 2 quarks up de chzrges positives ( pour diminuer l'energie electrostatique ) et mettrons le quark down " au milieu" egalement pour diminuer egalement l'energie electrostatique.
Il faut être plus que prudent pour a faire des raisonnements avec les mains, surtout sur un systême pareil.
Par ailleurs le spin du neutron étant impaire il y a egalement des correlztions d'échange, a voir quel est leur role et là ça ne s,invente pas.
Ok, merci. En général , cette tendance ce fait aussi pour un atome plus gros que le proton seul, ou le spin du neutron complique tout trop ?
Merci
C est excate le spin complique un peu les choses.
Salut,
Ca me suggère une question.
J'ai lu que dans la liaison entre deux nucléons, c'était un rien plus stable lorsque les spins étaient parallèles. Raison pour laquelle le deutérium est stable alors que deux neutrons ne se lient pas (pour avoir des spins parallèles il faudrait, principe d'exclusion oblige, qu'un des neutrons soit sur une orbitale plus énergétique, non liante. Et avec des spins antiparallèles c'est juste un rien pas assez lié. Et avec deux protons c'est pire, à cause de la répulsion coulombienne).
- Est-ce que c'est vrai ? (je suppose que oui, j'ai lu ça dans un ouvrage sérieux)
- Pourquoi est-ce que c'est plus stable avec les spin parallèles ? Y a-t-il une explication "simple" ?
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour,
Il me semble que j'avais déjà répondu a ce genre de question sur Futura. Encore une occasion de trouver une meilleure formulation.
En fait les raisonnements sur les noyaux en physique nucléaire sont les mêmes que ceux de physique atomiques avec 2 difficultés supplementaires:
1- Plus de degrés de liberté (nombres quantiques)
2- Les forces d'interactions entre nucléons sont inconnues fondamentalement et donc tirées de l'expérience et transformées en modèle. C'est donc une raison supplémentaires pour exploiter au maximun les propriétés de symétries (techniquement utiliser le théorème de Wigner-Eckart).
Le point commun entre physique atomique et physique nucléaire est qu il s'agit de systèmes de Fermions qui exigent que:
la fonction d'onde d'onde soit antisymétrique par permutation des particules.
Physique atomique.
Une fonction d'onde a 2 fermions est, d'une façon minimale, le produit directe d'une fonction d'onde de spin par une fonction d'onde orbitale que j'écris symboliquement:
|F> = |orbitale>.|spin>
sur qui porter l 'anti-symétrie?
on a la relation |anti> = |anti>.|sym>
Si S= 1 alors les valeurs possibles de L sont: 0,2,4,...2.n
Si S= 0 alors les caleurs possibles sont L= 1, 3, 5 .........2n +1
Physique nucléaire
Qu 'est ce qui change?
L'essentiel est que le concept d'isospin, encore une expression maladroite source de confusion (cela n'a physiquement rien a voir avec le spin, mais relié mathématiquement au groupe SU(2)
Les masses des neutrons et des protons sont proches et on peut en première approximation dire qu elles sont identiques et donc sous-tend un espace dégénéré de dimension 2 cad sU(2). Ceci définit l'isospin.
On a donc 2 solutions I = 0 et I= 1
Expérimentalement on observe que seules les paires n-p sont liées donc I= 0 et les autres états sont immergés dans le continuum de dissociation.
Donc la fonction d'onde d'isospin est antisymétrique.
La fonction d'onde du deutéron doit de façon minimale s'écrire.
|F> = |orbitale>.|spin>.|isospin>
|F> doit être anti de même que |isospin> donc:
|orbitale>.|spin> doit être symétrique.
D'ou encore la question: comment répartir la symétrie. Il y a 2 cas:
Les 2 parties sont symétriques ou les 2 parties sont anti-symétriques.
Le bon choix c'est symétriques tous les deux.
Le choix entre les 2 relève de l'expérience mais en physique atomique on peut justifier qualitativement le choix ici c'est la même chose.
Quand on passe de L= 0 a L= 1 on augmente l'énergie du moment cinétique donc on favorise L = 0 et donc S = 1
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En résumé c'est l'interaction nucléaire qui décide de tout.
En effet le fait que le neutron soit le seul état stable impose I = 0
De même le moment orbital résulte de l'interaction nucléaire et donc favorise L = 0
La théorie exige que la fonction d'onde totale soit antisymétrique et donc que le spin soit I =1
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En fait pour la partie orbitale il y a un mélange de L = 0 et de L = 2 avec la composante de L = 0 fortement dominante.
D'accord, merci de ces précisions. L'isospsin je n'avais jamais vraiment utilisé. Intéressant l'explication sur le moment orbital.
Le fait qu'il y ait pas mal de choses basées sur l'expérience ne me surprend guère, c'est vrai pour les noyaux plus complexes (ça je savais) mais pour une paire de nucléon je ne savais pas. On a calculé (numériquement) les états de quarks et gluons dans un hadron. Je me demande si cela a été fait pour une paire de nucléon. C'est peut-être trop couteux en temps de calcul.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Le concept d'isospin issus de la phisique des neutrons et proton est le premier pas très important pour comprendre, dans un premier temps l'organisation des noyaux nucléaires, et surtout ultérieurement les régularités dans les familles de Baryons qui a suggére l'extension de groupe de SU(2) a SU(3). SU(2) étant un des sous-groupes de SU(3). en conséquence de quoi on intégre non seulement les baryons mais aussi les mésons dans des représentations irréductibles de SU(3). C'est en soi de toute beauté.
Donc le concept d'isospin est strictement incontournable pour comprendre comment on est arrivé après une très très longue période d'accumulation d'expérience au....boson de Higgs ( a ne confondre avec le mécanisme de Higgs découvert par....PW Anderson) cad de 1932 a 1972 soit 40 ans!!!!!!
S'agissant des calculs des masses des neutrons et des protons, par la force brute du calcul numérique, je doute que l'on puisse étendre ce type de calcul a la structure d'un neutron. Même si cela se fait ou se fera je pense que cela n'a strictement aucun intérêt et sur ce sujet je peux dire ce que ce que P.G DeGennes en penserait ( c'est un truc que j'ai discuté avec lui dans un autre domaine, celui de la chimie quantique) Par contre ce qui serait intéressant serait de construire des hamiltoniens effectifs de couplage a 2 corps (si possible) dans le domaine d'énergie des interactions nucléaires. Et là c'est une question que je ne suis pas, donc je m'abstiens.
Tu veux dire qu'en dehors de redonner les chiffres déjà connu par la mesure, ça n'apporterait pas spécialement d'explications (les données numériques étant aussi difficiles à interpréter que les calculs à résoudre).
C'est ça ?
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Oui c'est excatement ca et c'est tres fondamental.
Supposons Qu' avec un calcul sur ordinateur que tu puisses prevoir avec une excatitude déconcertante la météo sur 10 ans dans la moindre partie du monde. Est-ce que cela de permettra de comprendre la météo? Bien sur que non. Du point de vue utile ce serzit formidable, mais du point de vue scientifique on a en tire rien.
En fait le calcul scientifique devient interessant lorsque l'on fait varier des parzmetres pour savoir quoi depend de quoi. Autrement dit on se retrouve dans une situation analogue a l'expérimentation et donc on a 2 moyens de fabriquer des modeles: l'experimentation et la similation. Dans les 2 cas il s'agit de voir dans q'elles directions il faut construire des modéles.
La fabrication d'un modéle est un travail purement artistique. Il s'agit de faire le modéle le plus simple possible qui recouvre le maximun de faits expérimentaux.
Salut,
Ca me rappelle le célèbre :
"Bon, d'accord, l'ordinateur à compris. Maintenant, j'aimerais bien comprendre moi aussi"
Merci Mariposa,
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour Deedee81Salut,
Ca me rappelle le célèbre :
"Bon, d'accord, l'ordinateur à compris. Maintenant, j'aimerais bien comprendre moi aussi"
Merci Mariposa,
Je ne connaissais pas cette maxime, elle dit beaucoup mieux en 1 ligne ce que j'ai expliqué en 10 lignes.
J'ai stockée celle-ci en bonne place dans mon réseau de neurones et je ne pas manquerais de la dégainer a la première occasion..
Merci à toi.
Bonjour , une question un peu tordue ou naïve , pendant la création(big bang) d'une paire (e-,e+) ,je crois que leurs masses nues doivent êtres nulles, aprés interaction avec un champs (de Higgs ou j'en sais pas quoi )ils vont aquérir une masse (e-,m) et (e+,m) plus une masse du à leurs champs électromagnétique donc (e-,m') et (e+,m') est ce qu'on peut pas considérer que les particules élémentaires ne sont que des 'éxcitations' de ce champs ?(qui leurs donne leurs masse) (couplé d'une certaine façon ou d'une autre avec d'autres)
Salut,
Les excitations du champ de Higgs ce sont.... les particules de Higgs !!! (pas les autres) Celles qu'on a détecté récemment.
Il y a peut-être moyen d'unifier les différents champs, mais pour ça il y a encore du travail.
Je crois que l'interaction des électrons avec le Higgs donne un terme de masse contenant la masse électromagnétique (pour peu que cela ait un sens). Mais c'est une bonne question. Y a-t-il un lien ? Après renormalisation de la masse peut-être ? Je ne sais pas. En espérant que quelqu'un maitrisant ce sujet de masses des particules passe par ici.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Salut et Merci Deedee81 pour la réponse , un lien ,désolé , c'est une question que je me pose depuis longtemps ,mais ma valise de bagage dans ce domaine est dans un état du vide.(ils s'annule avec d'autre préocupation de la vie courante...)
Dernière modification par azizovsky ; 13/01/2014 à 12h17.
Salut , il y'a un lien de loin avec : http://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A9orie_de_Yang-Mills
