Quelques questions sur les quarks

[TheRedColossus]

Bonjour,

Je lis actuellement le livre "Poussières d'étoiles" d'Hubert Reeves et je viens d'apprendre l’existence des quarks. Je me pose donc quelques questions dessus :

- La première est, est-ce qu'un quark possède une charge car vue qu'un proton (de charge positive) est formé d'un quark blanc et de deux quarks noir je serais tenté de dire qu'un quark blanc a une charge négative et qu'un quark noir a une charge positive. Elle s’additionneraient pour créer un proton de charge positive. Or en suivant ce résonnement on dit alors qu'un neutron a une charge négative alors qu'en réalité il est neutre.

- Ma seconde question est la suivante, Hubert Reeves dit dans son livre "La force faible est celle qui permet aux neutrons de se transformer en protons (ou vice versa quand les conditions s'y prêtent)". Pour moi cella veut dire que dans un proton ou un neutron un quark blanc se transforme en un quark noir (ou vice versa). Cependant je ne vois pas comment un quark peut se transformer en un autre étant donné que se sont deux particules élémentaires (excusez-moi si je me trompe de terme) comme les électrons et les photons.

Merci à ceux qui pourraient prendre la patience de me répondre.
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[Resartus]

Quelques recherches sur internet vous permettront d'en savoir plus sur les quarks, mais pour répondre à vos questions :
Les quarks ont une charge de +2/3e ou -1/3e. C'est ce qui explique qu'un proton ait une charge de +1e (2*2/3 + -1/3) et un neutron de 0 :
(2/3+ 2*(-1/3)
Les quarks sont invariants par l'interaction forte (qui permet leur cohésion au sein des protons, neutrons et autres particules comme les mésons)
mais se transforment par l'interaction faible, à condition que leur énergie soit suffisante.
Par exempke un quark down du neutron (charge -1/3) peut se transformer en quark up (charge +2/3) en émettant un electron et un antineutrino. Au niveau des particules, cela donne n>p+e+ antineutrino.

[lucas.gautheron]

Bonjour,

Je ne sais pas d'où vous vient cette histoire de quark noir et blanc et je vous propose de l'oublier immédiatement puisqu'elle risque de porter à confusion avec d'autres notions concernant l'interaction forte (charge de "couleur").

Il existe 6 quarks différents : down, up, strange, charm, bottom, top.
les neutrons et les protons sont constitués de quarks up et down. (les moins massifs). La charge du down est de -1/3 et celle du up de +2/3
De la pour respecter les charges il faut :

proton = uud
neutron = udd

Votre interprétation de la ta transformation protonneutron me parait correcte, voir un schéma explicatif : https://fr.wikipedia.org/wiki/Captur...ture_Decay.svg

Donc oui, des particules fondamentales peuvent se "transformer", mais selon certaines règles assez contraignantes (par ex: conservation de la charge, de l'énergie impulsion, ..)

A+

[TheRedColossus]

Merci de m'avoir répondue.

Je ne me pose désormais plus de questions à propos des quarks. Les seuls deux choses qui m'ont paru étrange c'est qu'une charge n'est pas forcément un chiffre entier et la seconde c'est qu'une particule fondamentale peut se "transformer" en une autre.

[A voir en vidéo sur Futura]

[lucas.gautheron]

La formulation "une particule fondamentale peut se transformer en une autre" est ambigue, en réalité les processus sont plus compliqués que ça (regardez le schéma de la capture électronique que j'ai posté), par exemple on ne peut avoir une désintégration directe A -> B si A et B sont des particules élémentaires de masses différentes pour des raisons de conservation de l'énergie-impulsion.

Donc ce qu'il faut retenir c'est qu'il peut y avoir des processus dans lesquels des particules élémentaires "disparaissent" et de nouvelles sont crées.

A+

[stefjm]

Les seuls deux choses qui m'ont paru étrange c'est qu'une charge n'est pas forcément un chiffre entier [...]

C'est probablement historique.
On pourrait compter 1 la charge d'un quark et on aurait +3 et -3 pour le proton et l'électron.

[Resartus]

La charge observable sera toujours un nombre entier, car les quarks ne peuvent pas exister de manière isolée et les seules combinaisons autorisées (3 quarks, 3 antiquarks ou un quark et un antiquark) donneront toujours une charge entière.

[invite07941352]

C'est probablement historique.
On pourrait compter 1 la charge d'un quark et on aurait +3 et -3 pour le proton et l'électron.

Bonjour,
Oui, ... Mais justement, historiquement , c'est le chemin inverse qui a été suivi .
La charge du proton existait bien avant la charge des quarks .

[stefjm]

La charge observable sera toujours un nombre entier, car les quarks ne peuvent pas exister de manière isolée et les seules combinaisons autorisées (3 quarks, 3 antiquarks ou un quark et un antiquark) donneront toujours une charge entière.

D'ailleurs, en comptant 1 pour le proton, cela permet de garder le fractionnaire pour le sous atomique et l'entier pour l'atomique.

Bonjour,
Oui, ... Mais justement, historiquement , c'est le chemin inverse qui a été suivi .
La charge du proton existait bien avant la charge des quarks .

Ben oui, c'est bien ce que je voulais dire. (Apparemment, ce n'est pas compréhensible?)

[lucas.gautheron]

Ben oui, c'est bien ce que je voulais dire. (Apparemment, ce n'est pas compréhensible?)

C'est ce que j'ai failli lui répondre