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Message |
André
administrateur
Inscrit le: 07 Jan 2007
Messages: 11029
Localisation: Montreal 45.500°N, 73.580°W
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 Posté le: Mar 22 Mar 2011 10:48 pm Sujet du message: Le proton, plus petit que prévu |
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SAlut à tous
Des mesures spectroscopiques montrent que le rayon du proton est un peu plus petit qu'on ne l'estimait jusqu'ici.
Quelle est la taille du proton ?
Le proton est constitué, en première approximation, de deux quarks u (en rouge) et d'un quark d (en bleu). Ces particules chargées sont liées par des gluons, neutres. À cela s'ajoute une « mer » de paires quark-antiquark virtuelles. La répartition moyenne des charges électriques définit le rayon (de charge) du proton.
La valeur admise jusqu'ici pour son rayon était de 0,877 femtomètre, c'est-à-dire 877 milliardièmes de milliardième de mètre, avec une incertitude de 0,007 femtomètre (soit 1 pour cent).
Des mesures spectroscopiques de haute précision, réalisées par une collaboration internationale de physiciens, qui comprend des chercheurs du Laboratoire Kastler-Brossel (ENS/UPMC/CNRS), à Paris, réduisent cette valeur à 0,8418 femtomètre, à 0,0007 femtomètre près (soit 0,1 pour cent).
La « taille du proton » est un raccourci pour désigner l'étendue moyenne de la répartition de charge électrique de cette particule, composée pour l'essentiel de trois quarks, qu'est le proton.
Comment mesure-t-on cette taille ? Une première méthode consiste à provoquer, dans un accélérateur de particules, des collisions entre électrons et protons.
L'analyse de la diffusion des électrons par les protons fournit une valeur du rayon (en fait, la moyenne du rayon de charge au carré).
Cependant, la précision ne dépasse pas deux pour cent. Une autre méthode consiste à mesurer par spectroscopie l'écart d'énergie entre deux niveaux électroniques bien choisis de l'atome d'hydrogène :
l'électron, particule ponctuelle, évolue autour du proton, et le caractère étendu de ce dernier influe légèrement sur le niveau d'énergie de l'électron.
C'est sur la base de telles mesures spectroscopiques et de calculs d'électrodynamique quantique que la valeur de 0,877 femtomètre avait été adoptée.
Pour gagner en précision, une idée proposée dès les années 1970 est d'utiliser de l'hydrogène muonique, à savoir des atomes d'hydrogène où l'électron est remplacé par un muon, particule similaire mais environ 200 fois plus lourde, et instable (le muon se désintègre au bout de deux microsecondes environ).
L'intérêt est que, comparé à l'électron, le muon évolue alors sur des orbites environ 200 fois plus proches du noyau, ce qui rend son énergie de liaison beaucoup plus sensible à la taille du proton.
Toutefois, faire des mesures spectroscopiques de précision sur de l'hydrogène muonique est une prouesse technique qui n'est devenue possible que récemment.
Les atomes d'hydrogène muonique ont été créés en bombardant de l'hydrogène moléculaire avec un faisceau de muons produit par l'accélérateur de l'Institut Paul Scherrer, en Suisse.
Pour mesurer l'écart d'énergie entre les deux niveaux atomiques choisis, les physiciens ont envoyé sur les atomes d'hydrogène muonique de brèves impulsions d'un laser infrarouge spécialement conçu, avec une longueur d'onde ajustable.
L'analyse des différentes longueurs d'onde absorbées, lors de l'excitation du muon d'un niveau atomique à un autre, a permis de déduire l'écart d'énergie recherché et, partant, le rayon de charge du proton.
Ces nouvelles mesures posent un problème :
comment expliquer la différence entre la valeur admise jusqu'ici et la nouvelle, sachant que cette différence ne peut être due aux imprécisions expérimentales ?
Les physiciens de la collaboration voient deux possibilités :
soit l'on doit pousser plus loin les calculs des effets d'électrodynamique quantique, soit l'on doit corriger la valeur de la « constante de Rydberg », actuellement la constante physique connue avec le plus de précision.
Les expériences envisagées avec de l'hélium muonique (le proton étant remplacé par un noyau constitué de deux protons et deux neutrons) éclairciront-elles la question ?
Auteur du texte ; Maurice Mashaal
La source ;
http://www.dossierpourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-le-proton-plus-petit-que-prevu-25516.php
Amicalement
_________________
Etrange époque où il est plus facile de désintégrer l' atome que de vaincre un préjugé.
Einstein, Albert, |
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Korvin
Chroniqueur
Inscrit le: 10 Fév 2011
Messages: 32
Localisation: st-goerges de bauce
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| Posté le: Sam 02 Avr 2011 11:31 pm Sujet du message: |
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Bonsoir à tous et à toutes
Très bon texte , d'ailleurs , la seule regle a respecter c'est que toute fluctuation creant un nouveau gluon ou une nouvelle paire quark-antiquark respecte la charge totale l'ayant creee. Tout ceci bien entendu n'est qu'un jeu cinematique, en pratique l'interet de la chose c'est que des interactions differentes ont lieu entre differents etats de couleurs (repulsion ou attraction) et la veritable physique reside dans la dynamique du systeme.
_________________
Il y a juste les fous qui ne changent pas d'idées!!! |
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Paul
Chroniqueur
Inscrit le: 03 Mar 2008
Messages: 458
Localisation: Brossard
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