Proton-neutron-pion

[invite7de8184c]

Bonjour à toutes et à tous,

J'ai lu récemment et je cite de mémoire, qu'à l'intérieur du noyau, les protons et les neutrons se transforment l'un en l'autre des milliards de fois par seconde par échange de pions (les termes sont approximatifs, mais vous comprenez l'idée). Je crois que c'était pour montrer que toute particule n'est pas une entité en elle-même, mais en interaction permanente (et ultra-rapide) avec les autres. J'ai donc découvert l'existence de ces "pions" (n'étant pas spécialiste) et ai du mal à différencier du gluon....
Que pensez-vous de cette idée ?
Bonne journée à vous
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[invitecaafce96]

Bonjour,
Un résumé clair et bien documenté : http://voyage.in2p3.fr/lexique.html

[invite7de8184c]

Bonjour et merci, voilà de quoi m'occuper à lire un moment sans être trop compliqué à comprendre !
Et pour cette idée de protons et neutrons qui se transforment continuellement l'un en l'autre, ça vous parle comme image ? Il est vrai que pour le commun des mortels, on garde toujours l'image des particules de matière comme des "billes" composées par d'autres billes (ou comme l'image de l'atome tel un système solaire), et il est difficile de se détacher de ce genre de représentations réificatrices.

[Deedee81]

Salut,

Quelques petites infos :
- En effet, la notion de particule peut être assez trompeuse. Elle est assez bien définie par la théorie (sauf situations quelques peu exotiques comme en espace-temps courbe) mais il reste que la grandeur de base fondamentale est plutôt le champ, les particules n'étant que des excitations de ce champ. La notion de création ou d'annihilation de particules devient tout de suite moins étrange.
- Les gluons transmettent l'interaction forte mais seulement à très courte distance, à peu de chose près à l'intérieur du nucléon.
Plus exactement, ils ont une portée infinie mais l'interaction forte est une interaction asymptotiquement libre. Grosso modo cela veut dire que son intensité croit avec la distance. Cela explique le confinement des quarks et des gluons à l'intérieur des nucléons avec une charge de "couleur" globalement nulle. Si on essaie de séparer les quarks, cela nécessite tellement d'énergie qu'au lieu de les séparer on se retrouve avec plusieurs nucléons ou mésons au lieu de quarks libres (c'est ce qu'on fait avec des collisions à haute énergie). Par conséquent la charge de couleur est nulle pour un nucléon et donc l'interaction forte n'agit guère au-delà du nucléon. C'est le même genre de phénomène que les atomes de charge électrique neutre (mais cette fois avec une interaction "normale", d'ailleurs on sait ioniser des atomes).
- Mais il reste la possibilité d'échanger des particules elles-mêmes soumises au confinement, par exemple des mésons (composés de deux quarks). Le pion étant le plus léger, c'est lui qui est échangé. Mais sa masse reste relativement élevée. Ce qui donne un portée courte (réellement cette fois, pas un effet du confinement) de l'ordre de quelques tailles de nucléons.
- Par les échanges de mésons pi, les nucléons échangent des quarks u et d et changent d'identité. Je ne connais pas le rythme mais ça reste de toute façon délicat de parler de ça (ces échanges sont des pions virtuels et l'état réel est une superposition quantique de toutes sortes d'échanges, une horreur à visualiser et une image classique est probablement toujours trompeuse).

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite7ce6aa19]

Bonjour,
Un résumé clair et bien documenté : http://voyage.in2p3.fr/lexique.html

Bonjour,

Excellente présentation, a recommander.

Par ailleurs j'aime beaucoup ta signature

[invite7ce6aa19]

- Par les échanges de mésons pi, les nucléons échangent des quarks u et d et changent d'identité. Je ne connais pas le rythme mais ça reste de toute façon délicat de parler de ça (ces échanges sont des pions virtuels et l'état réel est une superposition quantique de toutes sortes d'échanges, une horreur à visualiser et une image classique est probablement toujours trompeuse).

Bonjour,

Il n y a pas de rythme, l'interaction est "simplement" un element de matrice qui s'ecrit formellement:

< nucleon A | pion |nucleon B>

[Deedee81]

Salut,

Il n y a pas de rythme, l'interaction est "simplement" un element de matrice qui s'ecrit formellement:

< nucleon A | pion |nucleon B>

En effet, mais il doit y avoir moyen de définir un tel rythme (en fait de tête je vois bien comment faire, par une approche perturbative, mais ce dont je doute c'est que cela ait la moindre pertinence en dehors de donner des chiffres impressionnants ).

[invite473b98a4]

C'est aussi qu'un neutron n'est pas stable tout seul. De mémoire sa demie vie est de 15 minutes, alors d'où vient ce renouvellement si rapide au sein du noyau? surement des interactions, c'est sûr.

[azizovsky]

Salut , est ce qu'on peut dire qu'il y'a un effet tunnel (d'échange de particule) entre nucléon au sein d'un noyau ? car je crois lire dans berkley cours de physique volume 4? que la transmutation des éléments peut s'expliquer par cet effet (pour q'une particule sort du noyau) .

[Deedee81]

Salut,

On peut en effet traiter le cas des désintégration radioactive alpha et bêta par une approche "effet tunnel".

Mais je ne crois pas que cela joue entre échange de pions par les nucléons. Une meilleure analogie est l'échange de photons virtuels entre deux particules chargées électriquement.

[invite7ce6aa19]

Salut,



En effet, mais il doit y avoir moyen de définir un tel rythme (en fait de tête je vois bien comment faire, par une approche perturbative, mais ce dont je doute c'est que cela ait la moindre pertinence en dehors de donner des chiffres impressionnants ).

Rebonjour,

Non il n y a aucune notion de Rythme.

C'est la même chose qu en physique classique.

2 charges Q+ et Q- ont une énergie de liaison en 1/r2 (loi de Coulomb) que pourrait s' écrire très symboliquement <Q+| 1/r2 | Q->

Ici c'est la même chose, sauf que le calcul est quantique. La loi en 1/r2 est remplacé par un élément de matrice qui représente le potentiel de Yukawa (échange de pions)

[Deedee81]

Non il n y a aucune notion de Rythme.

Evidemment ! Sinon je n'aurais pas parlé d'en définir une (ce qui ne veut pas dire que cette notion ait le moindre sens).

[Deedee81]

en définir une (ce qui ne veut pas dire que cette notion ait le moindre sens).

Rectification, la méthode que j'avais en tête ne marche pas. C'est même absurde.

Mais, bon, ce n'est pas grave car de toute façon je ne vois pas trop quel sens physique donner à cette notion de rythme (que j'ai pourtant déjà lu : de la mauvaise vulgarisation recopiée sans réfléchir ???)

[invite7ce6aa19]

Rectification, la méthode que j'avais en tête ne marche pas. C'est même absurde.

Mais, bon, ce n'est pas grave car de toute façon je ne vois pas trop quel sens physique donner à cette notion de rythme (que j'ai pourtant déjà lu : de la mauvaise vulgarisation recopiée sans réfléchir ???)

Bonsoir,

C'est toute le difficulté de la MQ, toutes les images, métaphores, et autres sont potentiellement fausses. Néanmoins il faut faire avec sinon ça va être du formalisme barbant a faire fuir toutes les bonnes volontés.