Quarks

[_Lune_]

Bijour,

Je rappelle à tout le monde que je suis en Seconde!

Et mon prof de Physique, me prend pour une débile profonde, complétement perturbatrice et inintérraissée du court! BREF

Donc pour lui en *mettre plein la vue* lorsque on abordé la question des Atomes et tout

J'y ai sortis :

 

Monsieur est ce qu'on parlera des Quarks? Surpris par ma question *huHuHu*! Il me fait

- Bah puisque tu as l'air si contente d'en parler tu vas nous faire un exposé de 5minutes dessus!

Ni une ni deux, j'accepte! Toute fière!

 

Mon problème, c'est de savoir si le petit travail que j'ai fait est prémièrement :

- Suffisant

Et deuxièmement

- Compréhensible par une classe de seconds!

 

Vala merci de votre aide, et de vos conseils!

 

 

* Lorsque Démocrite et Lucrèce définissent la notion d'Atome, qui selon eux sont des particules incassables, des éléments fondamentaux qui compose toute matière, ils croient avoir trouvé les plus petits éléments existants.

 

Des années plus tard, après avoir découvert et sondé le noyau des atomes, on croit encore une fois avec identifié des éléments fondamentaux de la nature, en la personne des Protons et des Neutrons...

 

Grâce aux avancées de la science on découvre ainsi que protons et neutrons ne sont pas ce qu'il existe de plus petit. [C'est éléments appartiennent à une grande famille : les Baryons] (Pas certaines de mettre la fin de cette frase d'ailleur]

 

En 1960, deux physiciens regroupent ces nouvelles particules fraichement découvertes et émètent l'hypotèse qu'elle puisse elle même être composé d'autre éléments :

Les QUARKS.

 

Différents variétés de quarks sont regroupés,

Les premiers découverts :

 

- U pour "Up"

- D pour "Down"

- et S pour "Strange"

 

Plus tard vient s'ajouter :

- C pour "Charm"

- B pour "Bottom"

- T pour "Top"

 

 

La grande famille des Nucléons comporte des particules composés chacune de 3quarks

Par exemple un neutron est composé de deux Quarks D et d'un Quark U.

 

Ainsi donc, les quarks sont ce que l'on a découvert à ce jour, de plus petit.

Par contre ils sont impossibles à isoler des nucléons >> Il n'y a donc pas de Quarks libres dans la nature.

 

Mais rien ne certifie qu'ils nexiste pas d'éléments encore plus petit...*

 

 

 

 

Bref c'est pas terminé j'pense... Mais juste pour demander vos avis, savoir si vous auriez des choses à rajouter etc...

Jpense qu'il serait bien également d'intégrer la notion de Couleur des Quarks.. mais je ne sais pas encore comment le définire ni rien!

Merci à vous si vous pouvez me donner des chtit tuyaux... :$

 

kisss ici!

[Elie l'Artiste]

C'est très bien. Par contre j'éliminerais Lucrèce pour ne parler que de Démocrite (Je ne sais pas pourquoi mais j'y perçois un ti-risque)

 

Tu pourrais ajouter la valeur de chacun des quarks:

 

Up = +2/3

Down = -1/3

Strange = -1/3

Charm = +2/3

Bottom = -1/3

Top = +2/3

 

et continuer en faisant remarquer qu'un neutron est neutre parce que composé d'un quark Up à valeur +2/3 ajouté à deux quarks down à valeur -1/3 donne une valeur de zéro ce qui rend le neutron neutre. Comparativement à un proton composé de deux quarks Up à valeur +2/3 ajouté à un quark Down à valeur -1/3 donne une valeur de +1 et rend le proton positif.

 

 

De plus, chacun des quarks peut adopter l'une des trois couleurs: bleu, verte ou rouge. De sorte que les quarks qui se regroupent par trois se doivent de former la couleur blanche pour être stable ou même pour rester regroupés afin de former les protons et les neutrons.

 

Curieusement la durée de vie d'un proton est évaluée à 10 exposant 31 années tandis que la durée de vie d'un neutron est un peu moins de 15 minutes.

 

Et si ton prof enchaîne avec des questions plus précises, il va entraîner ta curiosité vers le monde extraordinaire des particules élémentaires qui te ramènera éventuellement vers la chimie. Espérons qu'il est assez bon prof pour profiter de cette occasion avec tact. S'il manque complètement de tact et que tu en as le culot, tu peux lui demander pourquoi les quarks up et down, avec leurs valeurs respectives, forment des protons et des neutrons, tandis que les autres quarks avec les mêmes valeurs ne forment pas d'autres hadrons. Tu peux vérifier avant pour constater que les autres quarks ne forment pas d'autres hadrons. Ce n'est que l'union d'un quark avec son antiparticule (antiquark) qui parviennent à former des mesons.

 

Tu pourrais également demander la différence entre un hadron et un baryon. Il y a là tout un monde à découvrir.

 

Amicalement

[ArthurDent]

La couleur des quarks est la "charge" de l' intéraction forte, celle qui fait en sorte qu' un ensemble de protons et de neutrons restent "soudés" à l' intérieur du noyau de l' atome, au lieu de s' éparpiller comme on aurait pu le penser.

Cette "charge" ressemble par certains aspects à la charge électrique, sauf qu' au lieu de deux types possibles comme en élecromagnétisme (+ et -) il y en a 3 : les 3 "couleurs".

On observe une loi de conservation de la charge de couleur, quelque soit les intéractions entre quarks.

 

A+

--

Pascal.

[Elie l'Artiste]

celle qui fait en sorte qu' un ensemble de protons et de neutrons restent "soudés" à l' intérieur du noyau de l' atome

 

Combien de protons et de neutrons y a-t-il dans un noyau d'hydrogène? Heureusement qu'il y a la charge des couleurs pour empêcher que les protons du noyau d'hydrogène ne s'éparpillent.

 

La charge de couleur retient les trois quarks groupés.

 

Pour la retenu des protons et des neutrons dans le noyau, il serait mieux de se pencher vers la déformation de la géométrie de l'espace toujours constatée lors de la présence de matière; mais on aime mieux donner deux rôles à la charge de couleur.

 

Par contre Lune, je ne te conseille pas de t'embarquer dans ce genre de discussion avec ton prof.

 

Amicalement

[ArthurDent]

(texte cité)

 

Pour la retenu des protons et des neutrons dans le noyau' date=' il serait mieux de se pencher vers la déformation de la géométrie de l'espace [b']toujours constatée lors de la présence de matière[/b]; mais on aime mieux donner deux rôles à la charge de couleur.

 

C' est pas une question de goût, c' est une question de physique, Elie. Désolé.

 

Te penches pas trop dans la déformation de l' espace, tu pourrais tomber

 

A+

--

Pascal.

[Elie l'Artiste]

C' est pas une question de goût, c' est une question de physique, Elie. Désolé.

 

Physique???? Au sens de "dogme"????

 

Te penches pas trop dans la déformation de l' espace, tu pourrais tomber

 

Et ne choisit pas de t'habiller d'une couleur qui totalisera du blanc avec la couleur de ta chaise, sinon tu ne pourras plus te lever debout.

 

Amicalement

[ArthurDent]

(texte cité)

Physique???? Au sens de "dogme"????

 

 

Non, au sens de "théorie falsifiable, mais qui pourtant colle avec les observations jusqu' à la 10 ème décimale".

 

A+

--

Pascal.

[Gaétan]

Bonjour Lune,

 

J'ai quelques corrections à apporter à ce que tu as dit.

 

Il faut tout d'abord savoir que la force qui lie les quarks augmente avec la distance contrairement aux autres forces. Ainsi, il n'est pas possible d'isolé les quarks, cela nécessiterait une énérgie infinie. Mais néanmoins, en confinant les quarks dans un très petit volume, c'est à dire en diminuant la force qui les lie, ils finissent par ne plus distinguer la couleur des autres quarks parce qu'ils sont de plus en plus mélangé dans le "bruit" des autres quarks, et ne voient plus qu'une soupe globalement blanche. Ainsi, ils ne ressentent plus l'attraction des autres quarks, c'est ce qu'on appelle la liberté asymptotique. Donc, bien qu'un quark ne puisse pas être isolé, il peut être quasi-libre.

 

D'aure part, tu dis qu'on ne rencontre pas de quarks en dehors des nucléons. Ca n'est pas tout à fait vrai. Il existe deux types de particules formées de quarks, d'une part les baryons et d'autre part les mésons. Les baryons, formés de trois quarks, se subdivisent eux aussi en deux groupes, les nucléons et les hypérons. Les nucléons (le neutron et le proton) sont formés des seuls quarks up et down, les plus légers, tandis que les hypérons sont formés de toutes les sortes de quarks (tel le lambda, le plus léger hyperion, formé d'un up, d'un down et d'un strange). A l'extrême, il existerait des pentaquarks formés de 5 quarks, mais je ne suis pas sûr que de tels bazarres aient été observés.

Les mésons qu'en à eux sont formés d'un quark et d'un anti-quark. Ce sont des bosons et sont responsables des forces nucléaires entre nucléons (les nucléons s'échange des mésons). Le pion est le plus connu (et aussi le plus léger). Ces derniers expliquent la nature attractive dominante des forces nucléaires.

Tout ça pour dire que les quarks existent sous de multiples formes, pas seulement les nucléons.

(tu peux faire un arbre pour mieux visualiser les familles)

 

Un autre point intéressant est que le neutron, bien qu'électriquement neutre, possède un moment magnétique. Ce caractère, propre au objet chargé, s'explique pas la répartition non homogène de la charge à l'intérieur du neutron. Cette répartition de la charge implique que le neutron est composé de particules plus petites et chargées.

 

J'ai peut-être un peu dépassé ce que je voulais dire. Tu prends ce qui te semble intéressant et ton prof sera sur le cul.

[Drachka]

moi aussi je suis en 2nde et franchement c'est très bien expliqué.... et pour un exposé de 5 min je pense que tu a de quoi les remplire et aprés tu dois prendre en compte toutes les questions conne que vont poser tout ceux qui n'ont pas écoutés^^

[_Lune_]

Merci tout le monde pour vos réponses!

 

Je prend note de tout, et vais re faire un peut mon tit *exposé*, en espérant m'en sortir!

 

Merchii

[Elie l'Artiste]

Merci Gaétan. C'est très instructif.

 

Ainsi, ils ne ressentent plus l'attraction des autres quarks, ...c'est à dire en diminuant la force qui les lie,...Ainsi, ils ne ressentent plus l'attraction des autres quarks,...Donc, bien qu'un quark ne puisse pas être isolé, il peut être quasi-libre.

 

En réalité, comme la "force" qui retient les quarks à l'intérieur d'un proton/neutron augmente au fur et à mesure qu'ils s'éloignent les uns des autres, il est tout à fait normal qu'elle diminue au fur et à mesure qu'on les rapproche les uns des autres. Et que lorsqu'ils sont collés l'un à l'autre, ils ne ressentent presque plus cette "force" et nous pouvons alors les considérer comme libres.

 

Mais un observation (très personnelle, donc pas pour le prof) découle de cet donnée. C'est que les quarks en questions pourraient très bien êtres "accrochés" au centre du protons et non l'un à l'autre. Ce qui nous indiquerait que l'origine de ces trois quarks serait ce centre du proton/neutron. Et comme le "vide" ne peut exister même à l'intérieur d'un proton/neutron, lorsqu'un quark s'éloigne de son centre d'origine, il traînerait derrière lui des gluons issus du même centre. Donc, au moment où le "poids" des gluons que le proton/neutron traîne derrière lui est équivalent à la "force d'expansion" propulsant le quark, celui-ci est confiné à l'intérieur d'un certain rayon qui. lui. détermine la "grosseur" du proton/neutron, ou si tu préfères, l'étendue du champ d'action de ce quark; et comme ils sont trois dans la même situation, le volume du proton/neutron est ainsi déterminé. Ça expliquerait pourquoi plus les quarks sont éloignés du centre, plus la force de retenu est grande. En fait ce ne serait pas une "force active" mais l'équivalent d'un "poids" passif.

 

Pour les hypérons, tu as raison encore une fois, Gaétan. Ils sont cependant instables et se désintègrent en mésons et en nucléons.

 

Pour les pentaquarks:

 

Plusieurs expériences ont mis en évidence l'existence des pentaquarks : le Θ + fut le premier a être observé, en 2003, et il possède une masse d'environ 1540 MeV

 

J'ai peut-être un peu dépassé ce que je voulais dire. Tu prends ce qui te semble intéressant et ton prof sera sur le cul.

 

Et comment! Gaétan!!! Beau travail.

 

"Théorie falsifiable" qui colle quand même aux observations jusqu'à la 10e décimale, ce n'est pas tellement loin de la vérité; mais ce n,est pas encore ça.

Amicalement

[Gaétan]

Je ne vais pas discuter de ce qui se passe dans un nucléon, ça relève de la chromodynamique quantique et dépasse de loin mes connaissances. Il s'agit malgré tout d'une théorie quantique et relativiste. Le rayon d'un proton ou d'un nucléon doit se calculer à partir d'une fonction d'onde qui est compliquée à trouver et tout et tout...

 

Les hypérons sont instables, c'est vrai, mais, à l'instar du neutron, ils peuvent former des états liés avec d'autres nucléons. Ainsi, l'ensemble est stable. On peut calculer théoriquement la stabilité d'hypernoyaux -il s'agit tout simplement de noyaux contenant un ou des hypérons-, et il en resort que la stabilité est augmentée par l'apport de lambda (par exemple).

Un ami a fait son mémoire sur le sujet, je peux filer ça. En plus, il a fait deux page de vulgarisation. Les voici :

 

http://lpsc.in2p3.fr/fuks/file/HHM_summary.pdf

[Jeff Hawke]

(texte cité)

Merci tout le monde pour vos réponses!

 

Je prend note de tout' date=' et vais re faire un peut mon tit *exposé*, en espérant m'en sortir!

 

Merchii

[/quote']

 

N'oublie pas la touche culturelle en précisant l'origine du mot quark (court "poéme" de James Joyce dans

Finnegans Wake :

" - Three quarks for Muster Mark!

Sure he hasn't got much of a bark

And sure any he has it's all beside the mark"

 

choisi par Gell-Mann ...peut-être parce que "Les particules obéissent aux lois de la mécanique quantique.

"Elles sont toutes cinglées de la même façon." (Richard Feynman) :)

[Elie l'Artiste]

Je ne vais pas discuter de ce qui se passe dans un nucléon, ça relève de la chromodynamique quantique

 

Tu vois Gaétan? C'est là où je me heurte à un problème. Je suis d'accord avec toi pour dire que l'inérieur d'un nucléon relève de la chomodynamique quantique; mais alors comment joindre cette affirmation avec:

On peut calculer théoriquement la stabilité d'hypernoyaux -il s'agit tout simplement de noyaux contenant un ou des hypérons

 

Si la chromodynamique quantique est responsable de la stabilité d'un noyau, disons normal, pourquoi ne le serait-elle pas pour une noyau anormal comme le hypéron??? Les hyperons se désintègrent en proton neutron et méson. Si le proton et le neutron sont stabilisés par la chromodynamique quantique, je ne vois pas pourquoi celle-ci ne stabiliserait pas tout autant l'ajout d'un méson qui formerait une autre sorte de noyau?

 

C'est pourquoi je me contente de limiter la chromodynamique quantique à la stabilité du proton/neutron. Je ne peux pas dire qu'elle concourre à la stabilité d'une seule sorte exclusive de noyaux.

 

Amicalement

[Gaétan]

Je vois pas le problème, mais si tu veux en savoir plus, j'ai donné un lien.