structure intime du neutron et betavoltaïque !

[invitebd2b1648]

Bonjour Mr Bouquet !

Voilà, d'après cet article de FS : http://www.futura-sciences.com/fr/si...-trompe_12906/

Il semblerait que cela remette en cause certain principe de la physique nucléaire !
Il est dit notamment que le "centre" et la "périphérie" d'un neutron sont tous 2 négatifs et que donc pour atteindre l'électroneutralité, il faut une zone positive du neutron répartie équitablement "dans" celui-ci ...

Cela remettrait en cause le model de Fermi !

Donc, je me demandais si cela expliquerait, la double désintégration beta + et - , si mes souvenirs sont justes.
La désintégration beta - est l'éjection d'un électron, qui, sans changer le nombre de nucléons,transforme le neutron en proton ... avec un rayonnement gamma toujours présent dans les désintégrations nucléaires (si je ne me trompe pas ?)
La désintégration beta + est l'éjection d'un positron ou anti-électron qui se traduit par la transformation d'un proton en neutron ...

Voilà !

Je me demandais, puisque la double désintégration beta est asymétrique (je crois qu'elle ne respecte pas très bien une des symétries CPT ? )si la nouvelle structure envisagée du neutron ne permettait pas d'expliquer cela ?
Je me demande d'ailleurs si un neutron n'est pas constitué de zones positives parcellaires sous la "couche" négative superficielle en attaquant très légèrement le "coeur négatif" de celui-ci, tout en respectant l'électroneutralité du neutron ?
Je me demande d'ailleurs si la répartition des charges au sein même du neutron est de nature quantique (cela me semble évident, mais bon ?)

Maintenant, une question plus technique (excusez du peu ! ) :
Je me demande si les batterie betavoltaïque peuvent devenir une alternative sérieuse pour les ressources énergétiques (durée de vie longue c'est vrai, mais question densité d'énergie ?)
Parceque ormis la pollution nécéssaire pour créer ce genre de pile, leur durée de vie est phénoménale, pas loin de 30 ans je crois, je me demandais d'ailleurs s'il était possible de rendre plus stable certains isotopes tels le carbone 14 et le tritium afin de former des alcanes d'isotopes (moins métastables) ?

Merci pour les précisions que vous pourrez apporter à ces différentes questions !!!

PS : n'importe qu'elle réaction nucléaire doit-elle forcément émettre un rayonnement gamma ?
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[invite9e1f1220]

Bonjour Mr Bouquet !

Voilà, d'après cet article de FS : http://www.futura-sciences.com/fr/si...-trompe_12906/

Il semblerait que cela remette en cause certain principe de la physique nucléaire !
Il est dit notamment que le "centre" et la "périphérie" d'un neutron sont tous 2 négatifs et que donc pour atteindre l'électroneutralité, il faut une zone positive du neutron répartie équitablement "dans" celui-ci ...

Cela remettrait en cause le model de Fermi !

Un modèle de Fermi des années 50 pour le neutron, pas le modèle de Fermi de 1934 pour l'interaction faible! Celui-ci est de toute façon remplacé par le modèle de Weinberg-Salam (les bosons W+, W- et Z°).

Donc, je me demandais si cela expliquerait, la double désintégration beta + et - , si mes souvenirs sont justes.
La désintégration beta - est l'éjection d'un électron, qui, sans changer le nombre de nucléons,transforme le neutron en proton ... avec un rayonnement gamma toujours présent dans les désintégrations nucléaires (si je ne me trompe pas ?)
La désintégration beta + est l'éjection d'un positron ou anti-électron qui se traduit par la transformation d'un proton en neutron ...

Voilà !

Juste un point de vocabulaire: on appelle "double désintégration bêta" une désintégration où deux bêta sont émis simultanément (avec deux neutrinos). C'est rare, mais cela arrive.

Je me demandais, puisque la double désintégration beta est asymétrique (je crois qu'elle ne respecte pas très bien une des symétries CPT ? )si la nouvelle structure envisagée du neutron ne permettait pas d'expliquer cela ?
Je me demande d'ailleurs si un neutron n'est pas constitué de zones positives parcellaires sous la "couche" négative superficielle en attaquant très légèrement le "coeur négatif" de celui-ci, tout en respectant l'électroneutralité du neutron ?
Je me demande d'ailleurs si la répartition des charges au sein même du neutron est de nature quantique (cela me semble évident, mais bon ?)

La désintégration bêta (ou plus généralement l'interaction faible) ne conserve effectivement pas la parité. Mais cela n'a pas de lien avec la répartition de la charge électrique dans le neutron.

Maintenant, une question plus technique (excusez du peu ! ) :
Je me demande si les batterie betavoltaïque peuvent devenir une alternative sérieuse pour les ressources énergétiques (durée de vie longue c'est vrai, mais question densité d'énergie ?)
Parceque ormis la pollution nécéssaire pour créer ce genre de pile, leur durée de vie est phénoménale, pas loin de 30 ans je crois, je me demandais d'ailleurs s'il était possible de rendre plus stable certains isotopes tels le carbone 14 et le tritium afin de former des alcanes d'isotopes (moins métastables) ?

Merci pour les précisions que vous pourrez apporter à ces différentes questions !!!

PS : n'importe qu'elle réaction nucléaire doit-elle forcément émettre un rayonnement gamma ?

Je ne connaissais pas ces (projets de?) batteries bêtavoltaïques.

Et, non, les gammas ne sont pas automatiquement émis dans une réaction nucléaire, ni dans une désintégration radioactive, mais seulement si le noyau final (ou les noyaux) est dans un état excité. Alors un ou plusieurs gammas sont émis quand le noyau retourne à son état fondamental.

Cordialement

[invitebd2b1648]

Bonjour Mr !

Merci beacoup pour vos réponses, en ce qui concerne le bêtavoltaïque, je me demandais principalement s'il n'y avait pas de risque radioactif, notamment au niveau de l'étanchéïté pour le tritium, si cela vous intéresse voici un lien :

http://forums.futura-sciences.com/thread172148.html

Me vient une autre question, je sais qu'un neutron isolé à une durée de vie très courte par rapport à un proton isolé H+, alors je me demande s'il est théoriquement envisageable de considérer une (le terme est peut-être pas approprié) "oscillation" proton/neutron en considérant la désintégration bêta qui expliquerait la longévité du proton par rapport au neutron ?

Cette "oscillation hadronique" aurait-elle un rapport avec une double désintégration bêta, je pense également à la double désintégration bêta sans neutrino, telle que la envisagée Majorana ?

Peut-on parler dans ce cas de non-localité ? étrication de particules conjointes intranucléaires ? Y aurait-t-il influence des fluctuations quantiques du Vide ?

Cordialement, et encore merci !

[invite9e1f1220]

Ce sont deux choses différentes.

La double bêta est, comme l'indique son nom, une désintégration dans laquelle deux électrons (=bêta) sont simultanément émis lors de la désintégration (le noyau passe alors de Z à Z+2, par exemple du molybdène 100 au ruthénium 100). C'est un mécanisme si rare qu'il est masqué par les autres modes de désintégration, sauf quand ceux-ci sont impossibles (la désintégration bêta du molybdène 100 donnerait du technétium 100 plus lourd). Normalement deux antineutrinos sont émis en même temps que les deux électrons, mais si le neutrino est sa propre antiparticule (il est alors une particule de Majorana), ils peuvent s'annihiler mutuellement avant de quitter le lieu d'interaction, et on observe une double bêta sans neutrino. C'est ce que cherche (jusqu'ici sans succès) une expérience comme Nemo.

Par contre la stabilité du proton (H+) vient de ce qu'il est la plus légère des particules de nombre baryonique 1, et que ce nombre est conservé par toutes les interactions connues. Si l'on recherche depuis près de 30 ans une possible désintégration du proton, c'est justement parce qu'elle impliquerait une nouvelle interaction. Le neutron est plus lourd que le proton, et rien ne lui interdit de se désintégrer, à condition qu'un proton figure parmi les particules finales. Mais ce proton ne redevient pas spontanément un neutron, simplement parce qu'il n'a pas l'énergie suffisante, il n'y a donc pas d'oscillation proton-neutron.

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitebd2b1648]

Bonsoir !

Donc, un hadron lourd tel le neutron, peut se désintégrer s'il constitue l'hadron le plus légé, le proton, ainsi qu'un flux leptonique !

Merci, pour votre persévérance à répondre à mes interrogations !

[invitebd2b1648]

Bonsoir Mr Bouquet !

A la relecture de mon dernier post, il me vient une foule de questions, j'en profite pour vous les soumettre avant qu'il ne soit trop tard ...

Les hadrons, c'est il me semble les particules qui subissent l'interaction forte avec les bosons gluons, muons, etc ...

J'ai pensé aux quarks, le neutron, c'est un quark up et 2 quarks down, le proton, c'est 2 quarks up et un quark down, ... comme le neutron est plus lourd que le proton, j'en déduis que le quark up est plus légé que le quark down, il y a aussi le quark strange qui est plus lourd que les 2 autres types ... (masse au repos)

J'ai gaffé en supposant que le proton était le plus légé, existe-t-il des hadrons composés de 2 types de quark -> genre up/down ou strange/strange ?

Il paraît qu'il est difficile d'isoler les quarks, on suppose un plasma de quarks "libres" possible passé un seuil de température infernale, et on suppute l'existense d'astres tel les étoiles à quark encore plus dense que les étoiles à neutron, mais pas observé à ce jour ...
Je me trompe peut-être, mais les quarks strange n'existent-t-il qu'à l'état non lié ?

On parle de matière étrange au LHC (très hypothétique ...), s'agit-il d'un agglomérat de quark strange stable dont la densité dépasse l'imagination ?

S'il existe une possibilité de conversion des quarks (c'est la chromodynamique quantique je crois ?) selon leur "couleur" ?, une étoile à quarks ne pourrait-elle pas se convertir en matière étrange spontanément (si c'est bien la définition de matière étrange ...) et devenir une singularité ???
Le phénomène existe peut-être alors, mais il ne pourrait être détecté ...
Pourrait-il y avoir un rapport avec la matière noire qui ne présente qu'une interaction gravitationnelle ???

Si une désintégration protonique était détectée, quelle genre d'interaction nouvelle serait possible ? s'agirait-t-il d'une nouvelle force nucléaire avec un nouveau boson à la clef ?

Cordialement !

[invite9e1f1220]

Bonsoir Mr Bouquet !

A la relecture de mon dernier post, il me vient une foule de questions, j'en profite pour vous les soumettre avant qu'il ne soit trop tard ...

Les hadrons, c'est il me semble les particules qui subissent l'interaction forte avec les bosons gluons, muons, etc ...

Attention au vocabulaire: "boson"=particule de spin entier, cela comprend le photon (interaction électromagnétique seulement), les bosons W (interactions électromagnétique et faible) et Z (interaction faible seulement), les gluons (interaction forte seulement). Les muons ne sont soumis qu'aux interactions électromagnétique et faible.

Les hadrons sont bien les particules soumises à l'interaction forte, et elles sont formées à partir de 3 quarks, ou d'une paire quark-antiquark. Le proton est la seule qui soit stable, jusqu'à preuve du contraire.

J'ai pensé aux quarks, le neutron, c'est un quark up et 2 quarks down, le proton, c'est 2 quarks up et un quark down, ... comme le neutron est plus lourd que le proton, j'en déduis que le quark up est plus légé que le quark down, il y a aussi le quark strange qui est plus lourd que les 2 autres types ... (masse au repos)

La masse des quarks est difficile à déterminer et même à définir parce que les quarks ne sont jamais libres, et que leur énergie de liaison est très importante et contribue énormément à la masse des hadrons, la seule mesurable expérimentalement.

J'ai gaffé en supposant que le proton était le plus légé, existe-t-il des hadrons composés de 2 types de quark -> genre up/down ou strange/strange ?

Le proton est le plus léger des hadrons formés de 3 quarks. Chaque quark possède un nombre baryonique de 1/3 (d'où 1 pour le proton), chaque antiquark un nombre baryonique de -1/3. Les paires quark-antiquark (les mésons pi ou K par exemple) ont un nombre baryonique 0, rien ne leur interdit de se désintégrer (une paire de gammas pour le pi zéro) sans violer la conservation du nombre baryonique.

Il paraît qu'il est difficile d'isoler les quarks, on suppose un plasma de quarks "libres" possible passé un seuil de température infernale, et on suppute l'existense d'astres tel les étoiles à quark encore plus dense que les étoiles à neutron, mais pas observé à ce jour ...
Je me trompe peut-être, mais les quarks strange n'existent-t-il qu'à l'état non lié ?

Tous les quarks n'existent qu'à l'état lié (hors plasma quark-gluon)

On parle de matière étrange au LHC (très hypothétique ...), s'agit-il d'un agglomérat de quark strange stable dont la densité dépasse l'imagination ?

S'il existe une possibilité de conversion des quarks (c'est la chromodynamique quantique je crois ?) selon leur "couleur" ?, une étoile à quarks ne pourrait-elle pas se convertir en matière étrange spontanément (si c'est bien la définition de matière étrange ...) et devenir une singularité ???
Le phénomène existe peut-être alors, mais il ne pourrait être détecté ...
Pourrait-il y avoir un rapport avec la matière noire qui ne présente qu'une interaction gravitationnelle ???

La chromodynamique (interaction forte) change la "couleur" des quarks mais pas leur nature (u reste u, d reste d, s reste s). C'est l'interaction faible qui transforme un quark d en u, ou un s en u, et inversement. Les hypothèses sur des étoiles de quarks, étranges ou non, n'expliquent pas la matière noire.

Si une désintégration protonique était détectée, quelle genre d'interaction nouvelle serait possible ? s'agirait-t-il d'une nouvelle force nucléaire avec un nouveau boson à la clef ?

Cordialement !

Oui. L'idée était d'unifier l'interaction forte avec l'interaction électrofaible, et les quarks avec les leptons, ce qui introduisait de nouveaux bosons vecteurs d'une interaction super-super-faible transformant un quark en électron. Cela viole la conservation du nombre baryonique, et enlève l'obstacle qui empêchait le proton de se désintégrer.

Cordialement