échange de pions

[haraelendil]

Voila, parcourant wikipédia, je suis tombé sur cette phrase :

Les nucléons échangent des pions, ce qui permet la cohésion du noyau atomique.

Comment ça marche? Quelqu'un aurait une explication un peu plus détaillée??
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[gatsu]

Voila, parcourant wikipédia, je suis tombé sur cette phrase :


Comment ça marche? Quelqu'un aurait une explication un peu plus détaillée??

Bonjour,

Si je ne dis pas de betise cette information est fausse. En fait au début quant on a étudié la cohesion des noyaux on a remarqué qu'il existait une intéraction indépendante de charge qui s'exercait entre nucléons que l'on a appelé l'intéraction forte. Yukawa a été l'un des premier à trouver une forme qui convenait pour modéliser le potentiel d'interaction entre nucléons à une certaine échelle. Vers cette époque (cf L.Valentin "physique subatomique") on croyait que le boson médiateur de l'intéraction forte était le méson ....mais en fait ce n'est pas le cas et le boson médiateur de l'interaction forte est en fait le gluon. Par contre je ne saurais pas expliquer avec des mots comment ça marche.....
P.S: tout ceci retant bien sur à confirmer ou infirmer par quelqu'un de plus competent dans le domaine.

[mariposa]

Bonjour,

Si je ne dis pas de betise cette information est fausse. En fait au début quant on a étudié la cohesion des noyaux on a remarqué qu'il existait une intéraction indépendante de charge qui s'exercait entre nucléons que l'on a appelé l'intéraction forte. Yukawa a été l'un des premier à trouver une forme qui convenait pour modéliser le potentiel d'interaction entre nucléons à une certaine échelle. Vers cette époque (cf L.Valentin "physique subatomique") on croyait que le boson médiateur de l'intéraction forte était le méson ....mais en fait ce n'est pas le cas et le boson médiateur de l'interaction forte est en fait le gluon. Par contre je ne saurais pas expliquer avec des mots comment ça marche.....
P.S: tout ceci retant bien sur à confirmer ou infirmer par quelqu'un de plus competent dans le domaine.

Fondamentalement les particules médiatrices de l'interaction entre quarks sont les gluons.

Maintenant si on forme des hadrons (neutre de couleurs) a partir de 3 quarks (parmi les 6) on peut en théorie construire un boson effectif qui sera le médiateur de l'interaction entre hadrons. Je dis en théorie, car je ne suis pas sur que puisse le faire "proprement". (dans le mesure ou l'on ne peut pas mener à bien un calcul perturbatif). Une chose est sur c'est que ce boson effectif doit être de spin entier et neutre de couleur. le plus simple est de prendre une paire formée par un quark et antiquark.

[nissart7831]

Une chose est sur c'est que ce boson effectif doit être de spin entier et neutre de couleur. le plus simple est de prendre une paire formée par un quark et antiquark.

... ce qui est un méson (c'était juste pour préciser )!

[A voir en vidéo sur Futura]

[nissart7831]

Tiens, au passage, je suis tombé sur la notion de meson exotique qui serait constitué de tetraquarks (2 paires de quark/anti-quark). Mais tout cela est théorique et n'a encore aucune validation expérimentale.

Dans quel cadre et pourquoi, ces mésons exotiques et ces tetraquarks ont été introduits ? A-t'on une chance de les détecter dans le LHC ?

Merci pour vos éclaircissements.

[haraelendil]

Bon, alors si il n'y a que les gluons qui sont responsables de la cohésion du noyau, cela m'ammène une autre question trés stupide, mais c'est pas grave, j'me lance:

Qu'est ce qui fait que les quarks restent agencés en nucléons et qu'ils ne s'entasse pas tous pour ne former qu'un gros tas? c'est le fait que l'intensité de l'interaction forte diminue trés vite avec la distance??

[doryphore]

Je croyais que l'échange de gluons servait à maintenir la cohésion des nucléons eux-même (interaction forte) et que l'échange de bosons à la cohésion des noyaux atomiques (interaction faible).

Dites-moi si un truc m'échappe...

[haraelendil]

D'aprés ce que je sais, l'interaction faible sert just à transformer un neutron en proton (radioactivité beta -) quand il y a trop de neutrons dans le noyau, ou à transformer un proton en neutron (radioactivité beta+) quand il a trop de protons

[mariposa]

Tiens, au passage, je suis tombé sur la notion de meson exotique qui serait constitué de tetraquarks (2 paires de quark/anti-quark). Mais tout cela est théorique et n'a encore aucune validation expérimentale.

Dans quel cadre et pourquoi, ces mésons exotiques et ces tetraquarks ont été introduits ? A-t'on une chance de les détecter dans le LHC ?

Merci pour vos éclaircissements.

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Je ne suis pas un spécialiste des particules mais il y a une logique dans la question.

En effet l'interaction forte entre hadrons (neutre de couleurs) est un effet résiduel analogue aux interactions de Van DerWalls:Les fluctuations dipolaires de polarisation de couleurs d'un hadron induisent un dipole de couleur dans l'autre hadron (et réciproquement).
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il est logique de penser que 2 paires de quark-antiquark (également neutre de couleurs) forment un état lié similaire à un état lié de 2 hadrons.
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Quant à les observer expérimentalement (s'ils existent) c'est une autre affaire.

[mariposa]

Bon, alors si il n'y a que les gluons qui sont responsables de la cohésion du noyau, cela m'ammène une autre question trés stupide, mais c'est pas grave, j'me lance:

Qu'est ce qui fait que les quarks restent agencés en nucléons et qu'ils ne s'entasse pas tous pour ne former qu'un gros tas? c'est le fait que l'intensité de l'interaction forte diminue trés vite avec la distance??

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Par analogie avec la chimie on pourrait dire que l'on a un gaz de molécules H2 car c'est énergétiquement plus favorable qu'un cristal ou un liquide de H. Par contre en comprimant fortement un gaz de H2 on finira par avoir un cristal d'atomes d'hydrogénes.
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Pour les quarks c'est un peu la même chose, ils se regroupent par 3 ou par 2, mais à très très haute pression on pense avoir un plasma de quarks et de gluons.
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Effectivement comme tu le dis cela est lié à la faible portée des interactions des particules composées (que ce soit H2 ou un hadron)

[mariposa]

Je croyais que l'échange de gluons servait à maintenir la cohésion des nucléons eux-même (interaction forte) et que l'échange de bosons à la cohésion des noyaux atomiques (interaction faible).

Dites-moi si un truc m'échappe...

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Ce que tu dis est excate sauf "que l'échange de bosons à la cohésion des noyaux atomiques n'est pas ce que l'on appelle l'interaction faible. Il s'agit également d' une interaction forte, sauf que celle-ci est beaucoup moins forte que l'interaction forte entre quarks.

[doryphore]

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Ce que tu dis est excate sauf "que l'échange de bosons à la cohésion des noyaux atomiques n'est pas ce que l'on appelle l'interaction faible. Il s'agit également d' une interaction forte, sauf que celle-ci est beaucoup moins forte que l'interaction forte entre quarks.

Ok, c'est ce que tu voulais dire là alors:

En effet l'interaction forte entre hadrons (neutre de couleurs) est un effet résiduel analogue aux interactions de Van DerWalls:Les fluctuations dipolaires de polarisation de couleurs d'un hadron induisent un dipole de couleur dans l'autre hadron (et réciproquement).

A-t-on nommé une particule virtuelle pour les intéractions de Van der Walls (analogue aux bosons) ?

[invite8ef897e4]

Bonjour a tous,

c'est un sujet qui me botte alors je viens mettre mon grain de sel Tout ce qu'a dit mariposa est correct (mais parfois non trivial !) Le bosons effectifs echanges entre les nucleons sont traditionnelement nommes le sigma et le omega
http://www.arxiv.org/abs/nucl-th/0603044
mais comme toujours il faut faire bien attention car les mesons au sein de la matiere nucleaire sont modifies par rapport au mesons libres ! Notamment le meson sigma (un scalaire) n'a jamais ete observe !

L'interaction quark-quark est nulle a tres courte portee, ils ne peuvent donc pas "s'entasser pour ne former qu'un gros tas".

Enfin, et c'est sourtout pour cela que je veux intervenir : le LHC ne trouvera certainement pas de meson hybride, de toute façon il n'est pas du tout a la bonne energie pour cela. De plus, le plasma de quark gluon, jusqu'a preuve du contraire cela n'existe pas ! Là c'est dit, les contreverses entre theoriciens font rage, et alors experimentalement ca ne colle pas du tout. En revanche, le LHC sera parfait pour trancher et prouver son existence (s'il existe) (et comme toujours, il ne pourra pas prouver sa non-existence... s'il n'existe pas)

[PHENIXian]

Bonjour a tous, je remonte ce message sur lequel je viens de retomber apres une longue absence sur FS...

Pour completer les bonnes remarques deja faite :

1- A propos des bosons effectifs, c'est effectivement (arf !) une vision que certaines personnes utilisent pour des calculs de structures appelles relativistic mean field theory, ou on peut ecrire un lagrangien effectif d'interaction pour le systeme a N corps (= le noyau) dont les termes sont des echanges de mesons, le rho et sigma

2- Ensuite l'echange de pion utilise pour representer l'interaction nucleon-nucleon n'est pas une vision si idiote... Les modeles les plus puissants pour cette interaction nue reposent sur ces modeles de 1-pion, 2-pion exchange.

3- On peut en fait justifier cette approximation en terme de theorie effective et groupe de renormalisation de la theorie concernant les noyaux. Aux energies qui nous interessent la physique de tres haute energie, donc les echanges de gluons, est renormalisee, donc je dis pas qu'on s'en fout mais c'est tout comme. Le corollaire est que les equations du groupe de renormalisation montre que pour conserver la theorie en coupant les interactions haute energie on doit rajouter des contre termes qui sont des forces de contact correspondant a des echanges de mesons effectifs

Je dois avoir qqles references qui trainent sur mon bureau au labo (c'est relie a mon sujet de these) si ca interesse quelqu'un

PS : oui je la ramene mais c'est juste que je n;ai rien d'autre a faire il est 2h du mat ici et je m'ennuie