Des neutrons et des protons qui s'ignorent?

[invite7ce6aa19]

Bonjour a tous,

La compréhension de la physique nucléaire ( la physique des noyaux) a progressé en s'appuyant sur l'expérience et les modèles de la physique atomique. Les atomes d'ailleurs ont été expérimentalement les premiers systèmes physiques a tester les principes de la MQ -La molécule d’hydrogène a même contribué a la construction du formalisme de la MQ.

Le grand étonnement des physiciens nucléaires est d'avoir constater que le modèle en couches, similaire au modèle en couches de la physique atomique, fonctionnait a merveille!!!!!

Ainsi donc, bien que les nucléons (neutrons et protons) interagissent très fortement, ceux-ci apparaissent libres de voyager dans le noyau sans pour autant faire aucune collision entre-eux.

Comment expliquer ce paradoxe?
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[Paraboloide_Hyperbolique]

Le grand étonnement des physiciens nucléaires est d'avoir constater que le modèle en couches, similaire au modèle en couches de la physique atomique, fonctionnait a merveille!!!!!

A merveille c'est vite dit. En première approximation le modèle en couche n'est pas mal. Il est cependant insuffisant pour expliquer le comportement de noyaux lourds qui prennent parfois des formes non-sphériques.

Ainsi donc, bien que les nucléons (neutrons et protons) interagissent très fortement, ceux-ci apparaissent libres de voyager dans le noyau sans pour autant faire aucune collision entre-eux.

Comment expliquer ce paradoxe?

Je vais prendre une analogie (qui vaut ce qu'elle vaut): les planètes du système solaire interagissent entre elles (via la gravité). Y'a-t-il pour autant de fréquentes collisions entre elles ?

[invite7ce6aa19]

A merveille c'est vite dit. En première approximation le modèle en couche n'est pas mal. Il est cependant insuffisant pour expliquer le comportement de noyaux lourds qui prennent parfois des formes non-sphériques.

Bonsoir,

C'est la même chose en physique atomique, le modèle en couches est qualitativement efficace, mais quantitativement éloigné des mesures expérimentales.

Mais ce n'est pas la question du fil de discuter de la qualité d'un modèle.

Je vais prendre une analogie (qui vaut ce qu'elle vaut): les planètes du système solaire interagissent entre elles (via la gravité). Y'a-t-il pour autant de fréquentes collisions entre elles ?[

je trouve que c'est une excellente idée de trouver une analogie classique, sauf que ton analogie ne répond pas a la question posée et c'est en grande partie, voir en totalité, de ma faute.

Donc je reformule ma question autrement et élargie:

Dans les atomes, les molécules, les solides il y a une interaction électrostatique dominante et pourtant les particules n'interagissent pas. Par exemple un électron dans un solide va toujours tout droit (sauf s'il rencontre un obstacle) (c'est une "onde" plane a la Schrödinger modulée par la période du réseau). Comment fait-il pour éviter les collisions?

Dans un noyau ou dans une étoile a neutrons c'est la même chose, comment se fait-il que les neutrons se déplace librement dans une étoile alors qu' ils sont interactions fortes avec ses congénères.

[doul11]

Bonsoir,

Donc je reformule ma question autrement et élargie:

Dans les atomes, les molécules, les solides il y a une interaction électrostatique dominante et pourtant les particules n'interagissent pas. Par exemple un électron dans un solide va toujours tout droit (sauf s'il rencontre un obstacle) (c'est une "onde" plane a la Schrödinger modulée par la période du réseau). Comment fait-il pour éviter les collisions?

J'essaye : quand on parle de physique quantique je pense onde de probabilité de particule ponctuelle, délocalisation et particules indiscernables, on ne peut pas suive un électron dans un solide tout comme on ne peut pas suivre un électron autour du noyau, tant qu'on laisse tranquille le système quantique on ne peut rien dire sur la position des particules, c'est ce que je j'ai compris des fentes de Young si on veut des franges sur l'écran on ne peut pas savoir par quelle fente la particule est passé. Il me semble même que dans les cristaux les électrons libres sont délocalisé a tout le volume du cristal.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite7ce6aa19]

Bonsoir,



J'essaye : quand on parle de physique quantique je pense onde de probabilité de particule ponctuelle, délocalisation et particules indiscernables, on ne peut pas suive un électron dans un solide tout comme on ne peut pas suivre un électron autour du noyau, tant qu'on laisse tranquille le système quantique on ne peut rien dire sur la position des particules, c'est ce que je j'ai compris des fentes de Young si on veut des franges sur l'écran on ne peut pas savoir par quelle fente la particule est passé. Il me semble même que dans les cristaux les électrons libres sont délocalisé a tout le volume du cristal.

Bonsoir,

Tout ce que tu as écris est juste, a des petits détails de formulations près. néanmoins cela n'est pas la réponse.

Par contre, ce qui est vrai est que l'explication est purement quantique dans la mesure où il n'existe pas un analogue en physique classique d'une telle situation

Je te remercie d'avoir essayer car c'est l'esprit du fil que de se confronter a un paradoxe, parmi d'autres, de la MQ.

[stefjm]

Comment expliquer ce paradoxe?

Il n'y a aucun paradoxe, il n'y a pas de particule, il n'y a pas d'onde.

[invite7ce6aa19]

Il n'y a aucun paradoxe, il n'y a pas de particule, il n'y a pas d'onde.

J'utilise le langage commun et tous les inconvénients qui vont avec. On peut espérer un jour que l'on puisse poser la question sous la forme:


:Pourquoi n y a t-il pas de collisions entre quantons-électrons ou entre quantons-nucléons?

[doul11]

néanmoins cela n'est pas la réponse.

Mince ! J'essaye encore, ça coûte rien d'essayer il faut en profiter

En deuxième option j'avais pensé que l’hypothèse purement électrostatique n'est pas bonne et que l'on est obligé de considerer la dynamique et de passer a QED, ce n'est qu'une vague idée, je ne sais pas aller plus loin pour répondre a la question.

[invite7ce6aa19]

Mince ! J'essaye encore, ça coûte rien d'essayer il faut en profiter

En deuxième option j'avais pensé que l’hypothèse purement électrostatique n'est pas bonne et que l'on est obligé de considérer la dynamique et de passer a QED, ce n'est qu'une vague idée, je ne sais pas aller plus loin pour répondre a la question.

Ce n'est pas la bonne réponse. disons que la réponse a cette question fait appel a des connaissances importantes d'un premier cours de première année de MQ. C'est même pour çà que je pose la question. La réponse se donne sans aucun calcul, strictement aucun.

Donc encore merci d'avoir essayer.

[Paraboloide_Hyperbolique]

Voici une autre tentative d'explication (quantique celle-là):

Au niveau quantique la notion de "collision" n'a plus le même sens qu'à l'échelle classique: si mes souvenirs sont bon, on considère qu'il y a "collision" (ou plutôt diffusion - scattering en anglais) entre deux particules si celles-ci interagissent entre elles de manière à changer leurs états initiaux respectifs. L'intensité de cette interaction dépend (notamment) de la nature du potentiel d'interaction.

Si je me rappelle bien, dans le cas d'interactions entre nucléons, l'interaction dominante (l'interaction forte) est décrite par le potentiel de Yang-Mills. Toujours si mes souvenirs sont bons, ce potentiel possède la propriété dite de "liberté asymptotique"; ce qui signifie que les interactions entre particules soumises à ce potentiel diminuent dans la limite des hautes énergies (et des courtes distances). Si je ne me trompe pas, on pourrais interpréter cela comme: "plus les particules sont proches l'une de l'autre, moins elles interagissent (via l'interaction forte) et donc plus diminue la probabilité de collision (au sens donné ci-dessus)".

Il s'agit bien sûr d'une explication "avec les mains", ne connaissant pas le niveau de vos connaissances pour ce qui est de l'interaction forte. De plus, d'autres personnes de ce forum s'y connaissant mieux que moi pourront certainement apporter les précisions qui n'apparaissent pas dans le texte ci-dessus.

Pour en savoir plus, je vous invite à rechercher "Potentiel de Yang-Mills", "Théorie de jauge" et "Liberté asymptotique".

[doul11]

Je suis bête ! Je cherche des explications complexes alors que c'est :

 Cliquez pour afficher

Le principe d'exclusion de Pauli

[Paraboloide_Hyperbolique]

Vue sous une certain angle (qui m'avais échappé) c'est en effet une réponse possible. Je m'étais focalisé sur les interactions des nucléons aux sein des noyaux atomiques...

[invite7ce6aa19]

Je suis bête ! Je cherche des explications complexes alors que c'est :

 Cliquez pour afficher

Le principe d'exclusion de Pauli

C'est une excellente réponses puisque c'est la bonne.

Ce serait encore mieux si tu pouvais expliquer pourquoi?

[invite7ce6aa19]

Si je me rappelle bien, dans le cas d'interactions entre nucléons, l'interaction dominante (l'interaction forte) est décrite par le potentiel de Yang-Mills. Toujours si mes souvenirs sont bons, ce potentiel possède la propriété dite de "liberté asymptotique"; ce qui signifie que les interactions entre particules soumises à ce potentiel diminuent dans la limite des hautes énergies (et des courtes distances). Si je ne me trompe pas, on pourraisinterpréter cela comme: "plus les particules sont proches l'une de l'autre, moins elles interagissent (via l'interaction forte) et donc plus diminue la probabilité de collision (au sens donné ci-dessus)".

La tu confonds interaction de Yang - mills qui est une theorie de jauge non abelienne et qui concerne l'interaction entre quarks de la chromodynamique quantique et le potentiel de Yukawa qui concerne l'interaction entre nucléons.

accesoirement Yang-mills ce n'est pas un potentiel mais le nom d'une théorie.

[Paraboloide_Hyperbolique]

La tu confonds interaction de Yang - mills qui est une theorie de jauge non abelienne et qui concerne l'interaction entre quarks de la chromodynamique quantique et le potentiel de Yukawa qui concerne l'interaction entre nucléons.

accesoirement Yang-mills ce n'est pas un potentiel mais le nom d'une théorie.

Juste, mes souvenirs ne sont plus si bons que ça...

[doul11]

Ce serait encore mieux si tu pouvais expliquer pourquoi?

Ça je doute fortement d'en être capable, ce que je retient actuellement de la mécanique quantique c'est que ce qui est fondamental c'est l'espace des états et pas l'espace-temps, la probabilité de présence est un opérateur sur l'espace des états (et encore pas toujours dans le cas du photon par exemple) et le temps c'est encore pire puisque c'est juste un paramètre. Ici c'est la même chose que les corrélation EPR : il n'y a pas d'interaction a proprement parlé mais on a bien quand même des corrélations de mesures que l'on peut vérifier a posteriori.

il y a une interaction électrostatique dominante et pourtant les particules n'interagissent pas

Là on est clairement dans le cas de "boules" en interaction électrostatique qui ne peuvent pas s’interpénétrer.