Boson W

[curiossss]

Bonjour,

La particule Pion jouant un rôle dans la force nucléaire forte au sein d'un nucléon (protons et neutrons).

Un Pion+ se désintègre en muon + neutrino muonique par l'intermédiaire d'un Boson W+.

Ma question : j'ai vu que la masse du Boson W est environ 80 fois celle d'un proton. Les pions et les muons ont une masse inférieure à celle du proton. Un neutrino a une masse nulle ou presque.

Comment ça se fait qu'une particule aussi lourde puisse être impliquée dans la désintégration d'une particule beaucoup plus légère et pour accoucher de deux petites souris ?
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[curiossss]

Ok j'ai ma réponse. Théorie QED.

[Deedee81]

Salut,

EDIT je viens de comprendre que ton QED est "CQFD" en anglais et pas électrodynamique quantique Amusant, ça s'écrit de la même manière. Bon, pas grave, mon explication reste utile amha.

Ok j'ai ma réponse. Théorie QED.

L'électrodynamique quantique ne traite pas vraiment du boson W.

Mais le boson W n'existe dans cette interaction (cette désintégration) qu'un très bref instant. Et en vertu des inégalités de Heisenberg, c'est possible. Evidemment sa masse étant élevée, son énergie minimale l'est aussi et donc ça donne à l'interaction (l'interaction faible ici) une très courte portée (*). Contrairement à l'électrodynamique où le photon est sans masse (ce qui n'est pas sans causer d'autres soucis comme les difficultés de quantification et les divergences infrarouges).

(*) Heisenberg Delta E * Delta t de l'ordre de h. Avec Delta t la durée de cette "violation" Delta E de l'énergie. Si Delta E est grand, Delta t est très petit. Donc la particule ne peut exister que très peu de temps, donc elle ne va pas loin => courte portée. Un photon pouvant avoir une énergie aussi faible qu'on veut, le Delta t peut être aussi grand qu'on veut.

En pratique/théorique comment procède-t-on ? Parce que les inégalités de Heisenberg c'est pas très précis ni informatif. Ca donne juste une contrainte qualitative (ce n'est même pas des inégalités strictes mais statistique, le "Delta" ci-dessus impliquant de devoir préciser la distribution, en général quand on les démontre on utilise l'écart quadratique moyen pour une gaussienne).

Sans entrer dans les détaills (hautement) techniques (c'est des centaines de pages de théorie très complexe).
On part d'un hamiltonien approprié : celui de l'électrodynamique ou celui de la théorie électro-faible.
On l'exprime comme hamiltonien des particules libres + un hamiltonien d'interaction.
On utilise la théorie des perturbations pour exprimer les solutions des calculs comme des séries en fonction d'un petit paramètre (par exemple la constante de Planck avec des termes en h, en h², en h³, etc...). La formulation graphique des graphes de Feynman des différents termes facilite grandement l'usage.

Et on a alors des graphes avec des échanges de particules (dites virtuelles car n'existant qu'un bref instant) dont des photons, des W....
La solution étant la somme de TOUS les graphes possibles (mais on se limite aux plus simples, pour la précision requise).

[ornithology]

A noter que QED employé uniquement pas les anglophones vient de quod erat demonstrandum. CQFD donc.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

A noter que QED employé uniquement pas les anglophones vient de quod erat demonstrandum. CQFD donc.

Oui, j'avais compris mais j'ai confondu avec QED : Quantum Electrodynamics

[coussin]

Pas sûr que le QED du message #2 signifie CQFD... Faudrait que Curioss précise.