Analyse d'une image de chambre à bulles

[julon2000]

Bonjour à tous,

 

Je suis tombé sur l'image ci-dessous, provenant d'une chambre à bulle du Fermilab et mettant en scène l'interaction d'un neutrino et d'un proton:

 

 

La meilleure légende de l'image que j'ai trouvée est (source):

Citation

Photograph of a neutrino interaction event in the 15- foot bubble chamber at the Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) near Chicago. The neutrino enters the bubble chamber at far right, but does not leave a track itself because it is electrically neutral. It interacts almost immediately with a proton in the liquid filling the bubble chamber, producing a spray of particles that travel towards the left, curving in the chamber's magnetic field. The V- shaped pairs of tracks in the lower half of the picture, which end in characteristic spiral curlicues, are electron- positron pairs produced from gamma-rays.

 

Mes connaissances en physique des particules commençant à dater, j'ai du mal à identifier les particules intervenant dans cette interaction neutrino-proton; faut dire que c'est presque de l'archéologie de la science Quelqu'un saurait-il éclairer ma lanterne? 

Modifié 27 juin 2018 par julon2000

[julon2000]

En furetant un peu je suis tombé sur un tutoriel du CERN expliquant les bases de la lecture d'images issues de chambres à bulle:

http://hst-archive.web.cern.ch/archiv/HST2005/bubble_chambers/BCwebsite/tutorial.htm

 

On peut y lire entre autres que seules des particules chargées laissent une trace, et qu'on peut généralement reconnaître un proton à sa trace plus sombre, étant donné sa vitesse plus faible due à sa masse. Mais dans le cas présent je ne vois pas vraiment de trace plus sombre partant du point d'interaction à droite de l'image. Mis à part peut-être celle partant vers le bas, mais la façon dont cette trace se termine me laisse dubitatif. En fait, les particules chargées négativement tournent vers la gauche : on peut déduire ça des petites spirales isolées, qui sont des knock-on electrons.

 

Du coup j'en suis un peu plus avancé, mais à peine

Modifié 29 juin 2018 par julon2000

[syncopatte]

Comme tableau d'art contemporain, c'est plus joli que beaucoup de croûtes vendues à prix exorbitant. 

 

 

[julon2000]

Il y a 18 heures, syncopatte a dit :

Comme tableau d'art contemporain, c'est plus joli que beaucoup de croûtes vendues à prix exorbitant. 

 

 

Oui

 

@partrick60 aucun commentaire, je t'invite cependant à ventiler tes humeurs dans la section OFUP plutôt que celle d'astrophysique.

[Hoth]

Il y a 1 heure, patrick60 a dit :

je m'exprime mal surtout sans café le matin...

 

 

Ça revient souvent cette histoire .... t'es sûr que t'as pas un petit problème avec le café quand même ?

 

https://www.youtube.com/watch?v=UGtKGX8B9hU

 

 

[julon2000]

il y a une heure, Hoth a dit :

 

 

Ça revient souvent cette histoire .... t'es sûr que t'as pas un petit problème avec le café quand même ?

 

https://www.youtube.com/watch?v=UGtKGX8B9hU

 

 

Géniale la vidéo, je ne connaissais pas

[bongibong]

Il me semble que c'est une collision du type :

proton + neutrino muonique -> proton + muon + pion

 

 

J'ai l'impression qu'il y aurait une particule supplémentaire par rapport à cette image.

Modifié 1 juillet 2018 par bongibong

[julon2000]

Il y a 17 heures, bongibong a dit :

Il me semble que c'est une collision du type :

proton + neutrino muonique -> proton + muon + pion

 

 

J'ai l'impression qu'il y aurait une particule supplémentaire par rapport à cette image.

J'étais tombé sur cette image aussi dans mes recherches : sur celle-ci on voit clairement que 2 particules se courbent sur la gauche, et une seule sur la droite. Et sur la première image il me semble aussi voir une particule supplémentaire, qui embrouille passablement le tableau :  2 particules partent à gauche, et également 2 à droite, signifiant une charge totale nulle, ce qui n'est pas le cas pour l'interaction d'un neutrino avec un proton.

[bongibong]

il y a 24 minutes, julon2000 a dit :

J'étais tombé sur cette image aussi dans mes recherches : sur celle-ci on voit clairement que 2 particules se courbent sur la gauche, et une seule sur la droite.

En fait... ici difficile de dire des choses exactes. En général on connait le sens du champ magnétique et son intensité. De sorte qu'en mesurant le rayon de courbure, on a accès à la masse de la particule.

 

Dans l'image on voit clairement les caractéristiques de chaque particule (proton qui est rapidement absorbé par la matière, pion négatif qui est absorbé rapidement également, normalement il peut se désintégrer en muon ou électron), et on voit bien le muon qui est très pénétrant et perd peu d'énergie.

il y a 24 minutes, julon2000 a dit :

Et sur la première image il me semble aussi voir une particule supplémentaire, qui embrouille passablement le tableau :  2 particules partent à gauche, et également 2 à droite, signifiant une charge totale nulle, ce qui n'est pas le cas pour l'interaction d'un neutrino avec un proton.

Après... possible qu'une des particules portent une charge multiple (+2e ou -2e). Permettant d'avoir une charge totale de +e (celle du proton de départ).

[julon2000]

il y a 27 minutes, bongibong a dit :

En fait... ici difficile de dire des choses exactes. En général on connait le sens du champ magnétique et son intensité. De sorte qu'en mesurant le rayon de courbure, on a accès à la masse de la particule.

En fait, d'après le tutoriel du CERN dont j'ai donné le lien plus haut on peut déduire le sens du champ magnétique directement en lisant l'image : les petites spirales isolées qui sont présentes partout sont des knock-on electrons, indiquant la direction de rotation des particules négatives et permettant de déduire le sens du champ magnétique.

 

il y a 31 minutes, bongibong a dit :

Après... possible qu'une des particules portent une charge multiple (+2e ou -2e). Permettant d'avoir une charge totale de +e (celle du proton de départ).

Peut-être effectivement, et ça pourrait coller avec la particule isolée virant à droite (donc positive) et qui est manifestement instable puisqu'elle se sépare (elle a un "kink" selon la terminologie du tutoriel) vers le milieu de l'image. Mais dans ce cas où est le proton? La particule virant à gauche vers le bas est manifestement négative, et les 2 particules se séparant (formant un vee, toujours selon la terminologie du tutoriel) sont apparemment un couple particule-antiparticule. À moins que ces dernières soient un proton et un anti-proton? Leur vitesse semble trop grande pour cela.

[bongibong]

Pour le proton, je pensais à la trace qui part en bas et qui s'arrête (par analogie à l'image sur wikipedia légendée).

[julon2000]

il y a une heure, bongibong a dit :

Pour le proton, je pensais à la trace qui part en bas et qui s'arrête (par analogie à l'image sur wikipedia légendée).

Peut-être Mais cette trace se termine curieusement pour un proton, et elle tourne dans le même sens que les knock-on electrons, donc c'est a priori une particule de charge négative.

[francheu]

Le 30/06/2018 à 12:09, julon2000 a dit :

@partrick60 aucun commentaire, je t'invite cependant à ventiler tes humeurs dans la section OFUP plutôt que celle d'astrophysique.

 

Raté, il ventile mais sur un autre post de la section astrophysique

https://www.webastro.net/forums/topic/164267-les-planétes-proches-vues-par-le-gtc-ou-le-vtc/