Particules | Dr. Goulu

Selon vous comment les charges positives et négatives s’attirent ou se repoussent entre elles ? Vous allez me dire, c’est à cause des quarks, mais échangent-elles des informations ?

Sun, 03 Nov 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Ce n’est ni à cause des quarks (les électrons n’en ont pas) ni par échange d’information.

Les charges déforment le comme les masses déforment le . La a d’ailleurs la même forme que celle , à l’exception que les charges peuvent être négatives.

On peut visualiser le champ électrique comme ayant des creux et des bosses, et que les charges (creux ou bosse) tendent à égaliser le champ : les bosses tombent dans les creux et vice versa.

Si les atomes n'interagissent jamais, comment s'effectue l'annihilation de la matière par l'antimatière ?

Sun, 15 Sep 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Autour des noyaux de matière se trouvent des électrons. Autour des noyaux d’antimatière il ya des positons.

En cas de contact, possible car les atomes et antiatomes sont neutres :

Maintenant les noyaux ont des charges opposées, ils s’attirent et l’ proton-antiproton fait le reste
Je ne sais pas si l’ s’annihile avec le neutron, mais apparemment il interagit avec le proton, donc peut être que l’annihilation d’un anti atome lourd (qu’on a encore jamais vu) ne serait pas totale…

Rappel : les annihilation ne produisent pas “de l’énergie pure”, ça n’existe pas. Elles produisent des particules neutres comme des photons ou des neutrino qui totalisent l’énergie des particules initiales.

D'où proviennent les électrons qui stabilisent le carbone lors du bombardement de particules alpha sur du béryllium ?

Fri, 19 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Les sont des noyaux d’helium, contenant deux protons.

Lorsque la particule alpha à été émise par un noyau lourd, elle a laissé deux électrons surnuméraires autour de ce noyau. Lorsqu’elle arrive sur du béryllium ou n’importe quel autre atome, cet atome se retrouvera en déficit de deux électrons.

Ces deux atomes se retrouvent donc , négativement pour l’atome de départ et positivement pour l’atome d’arrivée.

Si un milieu conducteur relie ces deux atomes, un courant électrique va s’établir pour équilibrer les charges. Sinon, ils resteront ionisés jusqu’à ce qu’il rencontrent d’autres atomes auxquels ils pourront prendre ou donner leurs électrons.

Le photon est sa propre antiparticule si je ne m’abuse pas, n’y a-t-il pas un principe logique disant qu’une chose ne peut pas être simultanément son contraire ? Est-ce contradictoire ?

Fri, 05 Jul 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Une est une particule du de masse et spin égaux à ceux de la particule correspondante, mais de opposée.

Elle ne s’annule pas avec une particule comme +1–1=0. L’ ne produit pas “rien”, mais de nouvelles particules dont l’énergie totale égale celles des particules annihilées.

Bref, pour les particules qui n’ont pas de charge électrique comme le photon, le gluon, le boson Z et le boson de Higgs , on dit qu’elles “sont leur propre antiparticule” dans le sens qu’une particule de charge opposée (-0=0) est identique à la particule… mais elles ne s’annihilent pas si elles se rencontrent, donc c’est un peu un abus de langage…

Pour les neutrino il y a un petit flou parce qu’en fait j’ai menti. La définition rigoureuse de l’antiparticule c’est que les sont inverses, pas seulement la charge électrique, qui est le nombre quantique des particules courantes. Or il semblerait que les neutrinos ont un autre nombre quantique, le “moment dipolaire” qui soit non nul, ce qui ferait qu’ils ont des antiparticules distinctes. Le problème est que les neutrino ne sont pas faciles à détecter, et qu’en plus ils , donc pour l’instant, on n’est pas surs…

Des particules sont-elles créées à partir de l'énergie libérée lors du Big Bang ? Pendant l'expansion, l'énergie continue est-elle convertie en matière ?

Thu, 06 Jun 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

, il n’existe pas d’ “énergie pure”. L’énergie est juste un nombre qui reste constant lors des transformations d’un système isolé.

Pour autant que l’Univers respecte les conditions du (ce qui n’est pas sur…), la somme de la matière “normale, de la matière noire, de l’énergie “normale” et de l’énergie noire est restée constante depuis le Big Bang a maintenant. Et peut-être même “avant” le Big Bang, si ça a un sens.

Une idée assez intéressante pour qu’Albert Einstein se soit arrêté de traverser une rue au beau milieu du trafic pour y réfléchir est que cette énergie totale vaut … zéro. C’est le

Peut-on détruire un électron ?

Tue, 04 Jun 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Oui, principalement par . Ca arrive accidentellement dans certains atomes, ou artificiellement par bombardement électronique.

Ca arrive aussi à grande échelle lors de la formation d’une par effondrement gravitationnel : les électrons se retrouvent tellement près des noyaux atomiques qu’ils fusionnent en convertissant les protons en neutrons.

Sinon il y a l’ qui arrive chaque fois qu’un positron arrive sur de la matière “normale” : il annihile le malheureux électron qui se trouve sur son passage en produisant deux photons gamma.

Comment une particule peut-elle avoir une masse nulle ?

Wed, 15 May 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Excellente question. J’en ai une autre : “Comment une particule peut-elle avoir une masse non nulle ?”

Je vous propose de commencer par celle-là en partant du , qui a une masse de$1,672649×10^{-27}$ kg, qu’on préfère écrire 938,272

Bon ok, le proton n’est pas vraiment une particule du car il est composé de 2 “up” de masse 2,01 chacun, et d’un quark “down” de masse 4,79 .

Masse totale des 3 quarks : 8,81 . Vous voyez le problème ? ça ne fait même pas 1% de la masse du proton. Les 99% de la masse du proton proviennent des qui lient les 3 quarks ensemble. Re-problème : la masse d’un gluon vaut… zéro. Nada. Que dalle.

C’est le grand Albert qui nous a sorti du pétrin en disant que la masse et l’énergie, c’était , donc que c’est l’énergie des gluons qui se manifeste sous forme de masse quand ils sont confinés dans un proton.

Le monde à notre échelle et l’intuition qui va avec nous pousse à penser que la masse est une caractéristique fondamentale de tout ce qui existe. Ce n’est de loin pas le cas. 99% de la masse de ce qui nous entoure provient de particules qui n’ont pas de masse…

Seules certaines particules comme les quarks ont une partie de leur énergie sous forme de . Elle provient de leur interaction avec le , alors que d’autres (le photon, le gluon, et ) n’interagissent pas (ou très peu) avec ce champ. Les particules de masse nulle ont d’autres caractéristiques proportionnelles à leur énergie, comme la . Pour le gluon, on ne sait pas encore quelle est cette caractéristique. La trouver est un des objets de l’étude du au CERN.

Je ne comprends pas comment un accélérateur de particules peut cibler si précisément les atomes de manière à ce qu'ils se rencontrent. Quelle est la largeur du faisceau ? Combien d'atomes remplissent la circonférence du faisceau ?

Thu, 18 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Ca fait plusieurs questions… J’ai répondu à certaines dans , notamment:

il y a 2808 paquets de protons qui tournent en même temps dans le LHC dans chaque sens, et chaque paquet contient 100 milliards de protons. Au total, il y a un dix-milliardième de gramme de protons répartis sur les 27km de tube

Au LHC, les collisions se produisent sur les 4 sites d’expérience où les faisceaux tournant en sens opposé se croisent, avec une précision incroyable effectivement. Ceci se fait en utilisant 2 groupes d’aimants:

des “triplets de focalisation” qui concentrent chaque faisceau en les rendant 12,5 fois plus fins, leur largeur passant de 0,2 millimètres à 16 micromètres
des quadrupoles qui déplacent un faisceau de quelques microns pour l’aligner sur l’autre. Selon la figure 1.29 trouvée dans il faut une précision de positionnement de l’ordre de 10 microns environ

Malgré ceci, “seulement” 600 millions de collisions par seconde se produisent. Il y a donc beaucoup de protons qui se ratent. La proportion de collisions s’appelle la “ ” de l’accélérateur, et si j’ai bien compris c’est elle qui est mesurée et un système de régulation agit sur les aimants pour la maximiser.

Le CERN a un grand projet en cours pour augmenter la luminosité du LHC d’un facteur 5 à 10: .

Trouvé au passage une brochure très bien faite sur le LHC et ses caractéristiques :

Notes de bas de page

Je ne comprends pas comment un accélérateur de particules peut cibler si précisément les atomes de manière à ce qu'ils se rencontrent. Quelle est la largeur du faisceau ? Combien d'atomes remplissent la circonférence du faisceau ?

Thu, 18 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Ca fait plusieurs questions… J’ai répondu à certaines dans , notamment:

il y a 2808 paquets de protons qui tournent en même temps dans le LHC dans chaque sens, et chaque paquet contient 100 milliards de protons. Au total, il y a un dix-milliardième de gramme de protons répartis sur les 27km de tube

des “triplets de focalisation” qui concentrent chaque faisceau en les rendant 12,5 fois plus fins, leur largeur passant de 0,2 millimètres à 16 micromètres
des quadrupoles qui déplacent un faisceau de quelques microns pour l’aligner sur l’autre. Selon la figure 1.29 trouvée dans il faut une précision de positionnement de l’ordre de 10 microns environ

Le CERN a un grand projet en cours pour augmenter la luminosité du LHC d’un facteur 5 à 10: .

Trouvé au passage une brochure très bien faite sur le LHC et ses caractéristiques :

Notes de bas de page

Je ne comprends pas comment un accélérateur de particules peut cibler si précisément les atomes de manière à ce qu'ils se rencontrent. Quelle est la largeur du faisceau ? Combien d'atomes remplissent la circonférence du faisceau ?

Thu, 18 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Ca fait plusieurs questions… J’ai répondu à certaines dans , notamment:

il y a 2808 paquets de protons qui tournent en même temps dans le LHC dans chaque sens, et chaque paquet contient 100 milliards de protons. Au total, il y a un dix-milliardième de gramme de protons répartis sur les 27km de tube

des “triplets de focalisation” qui concentrent chaque faisceau en les rendant 12,5 fois plus fins, leur largeur passant de 0,2 millimètres à 16 micromètres
des quadrupoles qui déplacent un faisceau de quelques microns pour l’aligner sur l’autre. Selon la figure 1.29 trouvée dans il faut une précision de positionnement de l’ordre de 10 microns environ

Le CERN a un grand projet en cours pour augmenter la luminosité du LHC d’un facteur 5 à 10: .

Trouvé au passage une brochure très bien faite sur le LHC et ses caractéristiques :

Notes de bas de page

Comment savons-nous que l'intrication permet à la mesure de changer instantanément l'état des autres particules ?

Wed, 03 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

L’ a été démontrée expérimentalement par l’ puis d’autres :

en 2013, l’intrication a été prouvée sur deux électrons séparés de 1 300 mètres ;
en 2017, Juan Yin et al. (université des sciences et des technologies de , en Chine) ont envoyé des photons intriqués depuis le satellite (Quantum Experiments at Space Scale), orbitant à 500 km, vers des stations terrestres séparées de 1 203 kilomètres — , dans le nord du et l’observatoire Gaomeigu de , .
L’équipe d’Eli Megidish a réalisé des expériences entre 2012 et 2013 montrant qu’en plus de la dimension spatiale, l’intrication avait aussi lieu dans le temps

Notes de bas de page