Ma question ne portait pas sur la physique du noyau en général, mais sur la désintégration spontanée spécifiquement.
Il ne semble pas qu'un noyau instable (au sens de susceptible de désintégration spontanée) soit en général autrement que dans son état fondamental (pas excité).
D'un autre côté, les états excités peuvent amener des questions intéressantes: sait-on par exemple (expérimentalement) si la probabilité de désintégration spontanée change en fonction de l'état d'excitation?
Dernière modification par Amanuensis ; 07/06/2018 à 10h27.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
A part vérifier que la loi est sans mémoire, je ne sais pas (et c'est bien mais insuffisant).Envoyé par andretou
N'oublions pas aussi ce cher Occam. Si les résultats peuvent se décrire/expliquer sans force cachée.... alors on le décrit sans force cachée.... jusqu'à preuve du contraire. C'est l'approche habituelle en science.
La radioactivité gamma est typiquement dû à ces états excités (ou plutôt leur désexcitation). Fréquente après une désintégration.
Mais dans le sens demandé...... (par exemple la radioactivité bêta dépend-t-elle de l'état d'excitation ?) J'ai fait quelques recherches sur le net et je n'ai rien trouvé (ou plutôt si, mais le cas précédent : réorganisation des noyaux après désintégration, etc.)
Ce que je sais c'est que pour des états excités cela peut conduire à la fission. Mais c'est assez logique et c'est encore quelque chose de différent.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Par définition ( ? ) un noyau instable n'est pas dit " excité " ; après sa désintégration , c'est le noyau fils qui est lui généralement excité et va revenir à un état plus stable en émettant … etc …
Si je comprends bien la 2 ème question ( Amanuensis ) , je réponds par un exemple :
Un noyau U235 absorbe ( ou capture ) un neutron et devient un noyau instable 236U :
2 possibilités apparaissent : il fissionne ( à 83 % ) presque immédiatement , il reste un noyau instable 236U ( à 17 % ) de période 23 millions d'années ,
qui se désintègre par émission alpha .
Dernière modification par XK150 ; 07/06/2018 à 10h56.
La probabilité de désexcitation spontanée est la largeur naturelle de l'état excité et chaque état excité possède une largeur naturelle spécifique.
C'est le cas pour l'émission spontanée électronique, c'est pareil pour les noyaux excités. De la même manière qu'un atome est une collection d'électrons liés par l'interaction de Coulomb, les noyaux sont eux-mêmes une collections de nucléons liés d'autres types d'interactions (fortes, faibles, etc...).
De la même manière qu'un atome possède des états électroniques excités, un noyau possède également des états excités. Ce sont les noyaux radioactifs.
Oui, dans ce cas là je parlais du noyau fils (abus de langage, désolé).
Non, ce qu'il voulait dire c'est ceci. Soit un noyau (disons 236U, ou tout autre, mais évitons peut-être ceux qui peuvent fissionner) qui se désintègre naturellement.
Si le noyau est dans un état excité, est-ce que cette désintégration a une probabilité (donc une période) différente ?
(quelle que soit l'origine de l'excitation, par exemple l'émission radioactive du noyau père)
Je pense que pour avoir un résultat sensible il faut prendre un atome dont la période (par exemple par désintégration bêta) est du même ordre que la période de radioactivité gamma.
Un tri des émissions bêta selon que le gamma a été émit avant ou pas permettrait alors de trancher.
Mais je n'ai pas trouver de données/expériences dans ce sens.
Un courageux pour éplucher les données du Particule Data Group ? (là on doit pouvoir trouver son bonheur, mais va falloir analyser les données brutes, pas les tableaux de résultats finaux)
Dernière modification par Deedee81 ; 07/06/2018 à 11h14.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Un noyau instable n'est pas un noyau excité . Voir le message 2 de KLOUG : http://forums.futura-sciences.com/ph...au-excite.html
236U n'est pas un mauvais exemple , justement il a 2 voies de désintégration , de périodes , l'une très courte , l'autre très longue …
ce n'est pas ça qui est dit.
Ce qui est demandé, c'est si on prend un échantillon radioactif, dont tous les noyaux sont dans leur état fondamental et qu'on mesure la période de désintégration, est-ce qu'on trouverait la même, si, au préalable, on excitait les noyaux de l'échantillon, par un moyen approprié (et qu'ils resteraient excités suffisamment longtemps pour permettre la mesure de la période bien-sur) ?
Est-ce qu'un noyau instable mais excité (pas parce qu'il est instable, mais parce qu'il s'est pris un gamma qui va bien alors qu'il était dans son état fondamental) possède la même probabilité de désintégration que le même noyau instable dans son état fondamental? clair là non?
m@ch3
Dernière modification par mach3 ; 07/06/2018 à 11h31.
Never feed the troll after midnight!
Je me demande s'il ne faut pas considérer les choses dans l'autre sens.
Plutôt que de voir quelques isotopes comme instables dans un monde "stable", je pense que si on considère que la matière est de l'énergie sous une forme potentielle, alors la durée de vie d'une particule, ou d'un assemblage de particules prend un autre sens. A ma connaissance, il y a même débat pour savoir si le proton a une durée de vie infinie.
Rappelons-nous quand même qu'hormis justement le cas du proton, les noyaux d'absolument tous les autres éléments et isotopes ont une masse inférieure à la somme des masses de leurs constituants. Donc, ce principe de conversion masse/énergie n'est pas qu'une question qui se pose au début et à la fin de la vie d'un noyau. Elle est tout le temps présente.
Même pour un isotope aussi léger que l'Hélium-4, le défaut de masse est de l'ordre de 0,7%.
Bonjour,
la radioactivité alpha est-elle un exemple de "radioactivité strictement quantique" ?
http://www.laradioactivite.com/site/...vite_Alpha.htm
A part les réactions nucléaires qui vont donner un noyau différent , on ne peut pas modifier les périodes radioactives .
Si c'était possible , on serait bien content de le faire sur les déchets HA-VL ( Haute Activité - Vie Longue ) du nucléaire .
Annulé, hors sujet
Autre question, toujours pour essayer de trouver une observation expérimentale invocable pour dire quelque chose de plus que c'est une loi sans mémoire. Y a-t'il un modèle prédisant raisonnablement la période d'un type de désintégration spontanée donné en fonction du nombre de protons et de neutrons?
Si oui, quelles informations cela fournit-il sur une causalité d'une désintégration?
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
pourtant, parce que du coup je fouine, quand on regarde, par exemple, le cobalt-62, ça interpelle. La période de désintégration du cobalt-62 dans son état fondamental est de 1,5 minute, alors que la période de désintégration du cobalt-62 métastable (22keV de plus que le fondamental), est de presque 14 minutes !
Pour moi ça répond à la question "Est-ce qu'un noyau instable mais [dans un état] excité possède la même probabilité de désintégration que le même noyau instable dans son état fondamental?" par la négative. Ou alors je n'ai rien compris au tableau que je vois ici : https://en.wikipedia.org/wiki/Isotopes_of_cobalt
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Indeed.
Dans le cas de la radioactivité, le noyau est instable car il n'y a pas le nombre de nucléons qu'il faut. On peut là aussi faire le parallèle atomique : la plupart des anions deviennent vite instables et tout simplement n'existent pas. C'est parce que il y a trop d'électrons et que l'interaction Coulombienne n'est pas suffisante pour lier tout ça. Les noyaux radioactifs ont trop de nucléons et les interactions en jeu n'arrivent pas à lier tout ce beau monde.
Néanmoins, je pense que la distinction entre instable et excité n'est pas importante à ce sujet...
Génial ! Merci mach3.
Franchement, j'aurais parié l'inverse. Comme quoi vous être prévenu : ne vous fiez pas à mes intuitions
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Mais qu'en est-il du neutron isolé qui est instable (radioactif) ?
Il semble qu'il faille chercher l'origine de l'instabilité des noyaux dans la structure interne des nucléons et pas seulement dans le nombre de nucléons...
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
C'est vrai : un noyau est plus une soupe de quarks et gluons qu'un empilement de neutrons et protons individuels.
Là encore, je ne pense pas que ce "détail" apporte grand chose à la discussion qui nous intéresse ici.
Intéressant. Cela ouvre à une question du même genre que la précédente: a-t-on une théorie qui prédit de manière satisfaisante la période selon l'état d'excitation?
Qu'on me comprenne: je cherche à dresser l'état du savoir expérimental et théorique sur la désintégration spontanée. Cela me semble une base nécessaire avant de s'avancer sur une quelconque affirmation portant sur la causalité du phénomène. Précisément, si la connaissance expérimentale est limitée au constat d'une loi sans mémoire et une valeur expérimentale de la période en fonction du type de noyau, de son état et du mode de désintégration, la bonne réponse à la question d'origine pourrait être «on ne sait pas».
Dernière modification par Amanuensis ; 07/06/2018 à 12h44.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
J'ai quelque doute. Je ne suis pas expert en physique nucléaire et je peux me tromper, mais je sais que l'interaction nucléaire est due à l'échange de mésons (essentiellement le plus léger : le pi) ce qui donne d'ailleurs une interaction courte portée, car l'échange de gluon ne marche pas (ils devraient se propager sur une trop grande distance ce qu'interdit le confinement). De plus, les plasma quarks/gluons c'est quand même quelque chose d'assez extrême (boules de glu). Et bien entendu, deux protons sont indiscernables et il existe une interaction d'échange, mais ce n'est pas la même chose.
Tu aurais une info/référence montrant que les noyaux s'apparente à de telles soupes ? (ou peut-être as-tu voulu dire autre chose, que tu n'employais pas le mot soupe dans le sens que j'ai cru ?)
Ceci dit, pour ce qui est de répondre à Andretou, la désintégration bêta est liée à la physique interne du nucléon, mais pas la désintégration alpha ou gamma.
Pour la dernière question d'Amanuensis, il va vraiment falloir un cador en physique nucléaire pour répondre (j'avoue m'être posé la même question, j'aimerais moi aussi savoir). Qui s'y connait assez ici ?
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Si c'est le cas, pourquoi ne pas fiche la paix à Andretou et lui répondre que, au niveau du forum, la réponse sur la causalité des désintégrations spontanées est «on ne sait pas», on ne sais pas plus que la forme des statistiques observées, qu'on ne peut rien en tirer sur la causalité, et qu'on ne peut pas discuter plus loin, puisque ce serait des spéculations non basées?
Dernière modification par Amanuensis ; 07/06/2018 à 13h39.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Non et je ne suis pas spécialiste de ce sujet. J'employais le mot soupe dans le sens d'une interaction résiduelle entre quarks appartenant à différent nucléons.
J'avais cru comprendre que la raison pour laquelle la présence de neutrons dans un noyau d'hélium stabilisait et contrecarrait la répulsion Coulombienne des 2 protons était une interaction (forte ?) résiduelle entre quarks des protons et quarks des neutrons.
C'est également la raison pour laquelle un neutron est stabilisé dans un noyau : parce que ce n'est pas "seulement" un état lié udd (qui n'est que métastable). C'est quelque chose d'autre, de plus compliqué qui fait intervenir les quarks des autres nucléons présents dans le noyau.
dans le cas de la radioactivité, je doute que ce soit possible , dans la mesure où la loi de décroissance est une loi de probabilité classique , comme le rappelle Amanuensis.Concrètement, quelle expérience pourrait-on envisager pour démontrer qu'il y a ou qu'il n'y a pas de variables cachées derrière la radioactivité ?
C'est-à-dire : quelle expérience pourrait-on envisager pour démontrer que le déclenchement de la désintégration est provoqué par une force cachée ou non ?
Les effets "typiquement quantiques" sont des effets dus à des phénomènes d'interférence, c'est à dire des sommations d'amplitudes de probabilité qui ne peuvent pas s'expliquer par des probabilités classiques (c'est le cas des inégalités de Bell).
Il y a des systèmes classiques qui ont exactement les mêmes propriétés statistiques qu'une décroissance radioactive : par exemple si tu enfermes une mouche par boite dans un grand ensemble de boites avec un petit trou, et que tu attends que les mouches sortent, elles le feront exactement avec la même loi statistique qu'une décroissance radioactive, qui s'appliquera aussi tout autant à n'importe quel sous ensemble.
Evidemment le problème est qu'on n'a pas de modèle classique cohérent qui rende compte quantitativement de la radioactivité (pas de boite avec un petit trou), et que la mécanique quantique permet elle de la décrire de manière satisfaisante - et il se trouve que ça fait intervenir l'effet tunnel qui est un phénomène quantique. Mais ce n'est pas la loi de décroissance radioactive spécifiquement qui le montre.
Dernière modification par Archi3 ; 07/06/2018 à 13h50.
Bon, concernant la question d'Amanuensis, le peu que j'ai trouvé ne semble pas allez dans le bon sens. Il semblerait qu'on ne sache pas le calculer.
https://arxiv.org/pdf/1603.02490.pdf
(revue de l'état de l'art 2016)
fin page 5, ils disent bien que les modèles sont encore trop phénoménologiques.
A confirmer sur le cas évoqué.... si quelqu'un ici sait ça.
L'interaction résiduelle, c'est celle dont je parlais. Les quarks et gluons ne pouvant s'échanger entre nucléons, on a échange "d'assemblages" de quark, le méson pi (ou méson de Yukawa, donnant l'interaction du même nom) étant le plus léger (pour tenir compte des corrections, faut ajouter les suivants, en particulier le rho, le kaon est plus léger mais il contient un quark s).
Concernant la stabilité :
- il se fait que la liaison est nettement plus stable si les spins sont parallèles (me demande pas pourquoi, je l'ignore, je l'ai juste lu dans le livre MQ de Schiff). Or les nucléons étant des fermions, s'ils sont identiques, ce n'est pas possible (à moins d'avoir un état excité, nettement moins bien lié). Raison pour laquelle un hélium 2 n'existe pas, la force coulombienne est juste un rien trop forte pour cette liaison avec spins opposés. Mais pour l'hélium 3, plus de problème, la liaison p-n étant suffisamment stable pour ajouter un p avec spin opposé au premier p.
- on a un problème identique entre neutrons (sans la répulsion coulombienne, mais avec sa stabilité). Il faut que l'état n-(le reste) soit moins énergétique que p-(le reste) sinon, il y a désintégration bêta.
Ce type de modèle/description est très efficace (pour le calcul des propriétés) pour quelques nucléons. Au-delà ça devient galère, surtout qu'à part les noyaux magiques, ils ne sont même pas sphériques. Et même le modèle en couche, avec amendements de divers effets, reste assez incomplet.
Tout ça est assez bien décrit dans le livre Quantum Mechanic de Schiff (dans la section décrivant les propriétés des liaisons de deux nucléons) et dans l'Encyclopedia Universalis sur le noyau. Mais je n'en sais pas beaucoup plus (en particulier je connais assez mal les études récentes, je sais juste qu'on étudie des états fort déformés maintenant, et la structure par exemple du C12 qui ressemble à un trèfle
Dernière modification par Deedee81 ; 07/06/2018 à 13h59.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
la théorie de base, elle existe, elle est la même pour toutes les désintégrations (ça concerne aussi la désexcitation d'un atome électroniquement excité qui émet un photon). L'état initial et l'état final ne sont pas des états propres stricto sensu de l'hamiltonien complet, il faut calculer le terme de couplage de l'hamiltonien entre l'état initial et l'état final, et ça permet de calculer le taux de désintégration (règle d'or de Fermi).
Evidemment le problème est dans le calcul de ce terme d'interaction qui suppose d'avoir une connaissance suffisamment précise des états nucléaires et de l'interaction forte (je ne connais pas l'état des modèles actuels et avec quelle précision ils sont capables d'évaluer ce terme). Il est tout à fait normal et attendu que ce terme d'interaction dépende de l'état d'excitation du noyau qui va changer l'état quantique initial entrant dans le calcul .
Il peut y avoir d'ailleurs des atomes plus lourds que le fer métastables, car d'énergie supérieure à l'énergie des fragments fissionnés: en théorie ils peuvent se désintégrer , mais si le temps de désintégration est bien plus grand que l'âge de l'Univers, on ne va pas les considérer comme radioactifs.
Est-ce que cela ne reviendrait pas, de facto, à devoir réécrire la charte ?
On sait tous que tout est toujours plus complexe qu'il n'apparait de prime abord. Qui peut dire ici qu'il maitrise totalement un sujet ?
Si face à toutes les théories alternatives, la seule réponse est celle que tu proposes, ne renverse-t-on pas les rôles ?
Car le danger dans ce genre de discussion est un glissement. Je reprends le titre initial "Radioactivité et hypothèse d'une force cachée". Ce n'est pas parce que personne de ce forum n'a une explication sur la cause que cela donne le moindre crédit à l'hypothèse d'une force cachée.
C'est d'ailleurs typiquement l'approche des révisionnistes (attention, ici je n'accuse pas Andretou de se prêter à ce jeu la, je ne fais que discuter de la réponse d'Amanuensis) faire douter d'un point de détail et une fois le doute acquis s'insérer dans la brèche. C'est vrai pour la seconde guerre mondiale mais aussi pour les théories alternatives concernant l'Egypte et bien d'autres thèmes (les historiens blabla, les égyptologues, etc.).
C'est en gros ce que j'indiquais le fil plus ou moins «mère» de celui-ci. À savoir que la désintégration spontanée n'était pas un bon exemple d'effet quantique, faute d'observables qui ne commutent pas, ce qui pour moi est en relation avec la différence entre calculs de probabilité en PhyQ et probabilités classiques, et en relation avec des «interférences».
Quelle est cette «manière satisfaisante», qui apparemment ne permet pas de prédiction précise? Comment une description peut-elle être «satisfaisante» si elle ne fait que prédire une loi «générique»?Evidemment le problème est qu'on n'a pas de modèle classique cohérent qui rende compte quantitativement de la radioactivité (pas de boite avec un petit trou), et que la mécanique quantique permet elle de la décrire de manière satisfaisante
(À part bien sûr le fait que cela montre que la désintégration spontanée ne contredit pas la PhyQ, ce qui n'est pas vraiment la même chose...)
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Il y a un historique à cette discussion, elle n'est sortie comme ça.
Le titre est malhabile, la présentation d'Andretou est malhabile. Utiliser le terme «force cachée» n'était pas malin, et a biaisé les réponses immédiates et de fil en aiguille a amené une discussion peu sereine, avec pas mal d'ad hominem.
J'essaye de faire la part de ce qui vient de défauts d'expression, et de comprendre le fond des demandes, en me basant sur un peu plus que les messages pris littéralement. J'interprète la question d'Andretou autrement que sur la base superficielle du titre, et cherche à répondre à ce que je pense être la question «réelle», qui est la causalité des désintégrations spontanées.
Et pour moi la bonne réponse semble être «on ne sait pas». La réponse ne peut alors être ni une théorie personnelle (l'aspect malhabile), ni des spéculations, et pas non plus un «c'est d'origine quantique parce que tout le monde le dit». C'est juste «on ne sait pas», et l'étayer consiste à faire le point sur ce qu'on sait. C'est le mieux qu'on puisse faire dans ce forum, et éviter toute affirmation gratuite, et toute dérive spéculative, que ce soit celle qui a été interprétée dans les messages d'Andretou ou une autre, pareil.
Je ne vois nulle part en quoi cela remet en cause la charte, bien au contraire.
Dernière modification par Amanuensis ; 07/06/2018 à 14h43.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Juste pour éviter tout malentendu ! Je n'ai avancé aucune théorie personnelle, j'ai proposé un argument statistique (certes maladroitement !) pour essayer de mettre en évidence l'existence ou la non-existence d'une force cachée qui serait responsable de la désintégration...
La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.
ça me semble un peu différent : c'est vrai aussi pour la structure atomique , on sait très bien que les atomes seraient tous instables dans un modèle classique, et que seule la mécanique quantique permet de les décrire. On sait écrire l'hamiltonien polyélectronique, on sait que les niveaux d'énergie en sont les états propres, mais on ne sait pas calculer précisément ces niveaux d'énergie pour les atomes un peu lourds. Mais on sait où est la difficulté de calcul.
Il n'y a par exemple aucun modèle classique qui expliquerait qu'une désintégration alpha ne donne qu'une ou quelques énergies possibles de la particule alpha - et on sait très bien que c'est un résultat naturel en Mécanique Quantique.
Il y a une théorie qui prédit qu'aucun isotope, d'aucun élément plus lourd que le Bismuth n'est stable.
Lien ici : https://books.google.be/books?id=KpZ...ismuth&f=false
Je connaissais l'existence de cette théorie mais pas la théorie en elle-même. Cependant si une théorie prédit ce genre de chose, c'est qu'elle est quand même assez aboutie pour les autres éléments.
Quelqu'un en sait plus ?
