[TPE] La Matière

[Oswald_le_fort]

Le site que tu propose est bon, vu que c'est l'in2p3 qui le maintient. Pour le LHC, je ne comprends pas bien ce que tu veux...

[nepher]

Je pense pour le LHC reprendre tous ce qui mettent dans les enveloppes:
http://public.web.cern.ch/Public/LaPost ... Post2.html

Voilà et expliquer les avancées que sa va procurrer ... que je ne sais pas encore .... xD

Si vous avez d'autre site interessant sur le LHC je suis preneur

[Oswald_le_fort]

Je te conseille aussi de lire ca :
http://public.web.cern.ch/public/fr/Science/Science-fr.html
Je pense que c'est bien mieux que les enveloppes qui me semblent un peu vide...

[nepher]

Ouai c'est une petite intro sympas, mais dans ma partie LHC c'est interessant de remettre les enveloppe elles en disent beaucoup sur la chose !

[nepher]

J'ai un petit soucis de bien comprendre pour les particules élémentaires
j'ai trouvé un tableau résumant bien:

Allez ici :

http://villemin.gerard.free.fr/Science/PaIntro.htm

Puis regarder le tableau "Une nomenclature très simplifiée"

J'aimerais bien avoir une petite analyse de se tableau que j'ai pas tous bien compris ... Au niveau des enchainement des étapes ...

Si vous pouvez bien le décrire celà pourrait être repris pour mon TPE
merci beaucoup

SVP expliquez moi clairement et simplement sans allez dans les détails juste un survol

[bongo1981]

Ben le tableau part des particules que l'on considère comme élémentaires, n'ayant aucune structure interne.

Il y en a de deux types qui diffèrent par leur spin :
- les fermions de spin demi entier (statistique Fermi-Dirac)
- les bosons de spin entier (sttistique Bose-Einstein)

Les premiers constituent les particules de matières, les seconds véhiculent les forces.

Dans les fermions tu peux distinguer deux sous-familles :
- quarks (6 saveurs)
- leptons (6 saveurs)

Les leptons restent comme tels, et s'organisent en doublet de 3 génération : le lepton associé à son neutrino.

Les quarks s'agencent en hadrons soit par triplet (baryon) soit par doublet (méson).

Les bosons sont au nombre de 12 si l'on exclut le graviton et le boson de Higgs (non encore observée).

En fait je ne sais pas du tout où tu bloques... Il faudrait pas non plus que je fasse ton exposé...

[Oswald_le_fort]

Comment 12 ??? W+, W-, Z0 et gamma... Les 8 autres, c'est quoi ? Les 8 gluons ? Il n'y a qu'un type de gluon, mais qui peut prendre plusieurs couleurs...

[nepher]

Heu alors

Le monde des particules élémentaire est ultra complexe :S

[Oswald_le_fort]

Au contraire, c'est tres simple... Tout est regie avec de lois de symetries d'une tres grande beauté... C'est pour ca que les gens du domaine (dont moi) aiment tant le MS, parce que c'est joli. Et puis pour passer d'une particule a une autre, pouf, juste une petite transformation de rien du tout et on arrive a une nouvelle particule pas encore decouverte. Et quelques années plus tard on arrive a la detecter. C'est magnifique. C'est tres predictif comme modele... (pas pour tout certe, comme les masses) Mais au moins on sait quelles sont les particules que l'on doit voir...

[nepher]

Oui sa encore oki comme quand on fait des expériences de TP et que l'on remarque que la réaction chimique ou physique à fait basculer l'expérience vers une autre consonnance physique/chimique.


Mais les particules élémentaires sont "chauffer" "entrechoqué" par le modèle standard ? en faite j'ai pas bien compris ce que fait le modèle standart. Oki grace aux 3 interaction faible forte et électromagnétique il réussit à tout expliqué mais que se passe t'il avec les particules ? elle s'entrechoque entre des bosons (forces, au faite le Boson de Higgs sera observé grace au LHC oui ou non ?) et des fermions (matière) ? et celà explique grace à toute la nomenclature des bosons et fermions tout les phénomènes ? voilà j'ai bien compris ou pas ?

Voilà (j'ai quasiment finit ma partie de mon TPE jeudi prochain mon groupe va regrouper les 3 parties formée une intro conclusion et voir les commentaires de notre prof de groupe pour les modifiers en conséquence ^^ je vais bientôt arrêter de vous harceler avec toutes mes questions "noob")

PS: j'ai pas compris se qu'est le spin ? spin 1 = boson Spin 1/2 = fermion ok mais le Spin c'est le moment ou s'entrechoque à un instant "t" la force et la matière ? oula rien compris xD

PS2: je pourrais en savoir plus sur les particules W+, W- et Z0 qui font parti de l'interaction faible ?

[Oswald_le_fort]

Oui sa encore oki comme quand on fait des expériences de TP et que l'on remarque que la réaction chimique ou physique à fait basculer l'expérience vers une autre consonnance physique/chimique.

Oula, je vois pas ce que tu veux dire...

Mais les particules élémentaires sont "chauffer" "entrechoqué" par le modèle standard ? en faite j'ai pas bien compris ce que fait le modèle standart. Oki grace aux 3 interaction faible forte et électromagnétique il réussit à tout expliqué mais que se passe t'il avec les particules ? elle s'entrechoque entre des bosons (forces, au faite le Boson de Higgs sera observé grace au LHC oui ou non ?) et des fermions (matière) ? et celà explique grace à toute la nomenclature des bosons et fermions tout les

phénomènes ? voilà j'ai bien compris ou pas ?

Non je crois qu'il y a pas mal de boulot, ou alors tu t'exprime mal... Le Modele standard decrit non seulement les differents types de particules (familles de fermions) mais aussi les interactions entre elles (symbolisees par les bosons). En effet, chaque interaction a son propre mediateur : pour la force electromagnetique, c'est le photon, pour la faible, ce sont les bosons W et Z, et pour la forte, se sont les gluons (donc Bongo, tu as raison, il y a bien 8 gluons... Desole). Donc le MS donne les particules ET les interactions. Pour le Higgs, c'est l'espoir de plein de gens, mais rien n'est sur...

Voilà (j'ai quasiment finit ma partie de mon TPE jeudi prochain mon groupe va regrouper les 3 parties formée une intro conclusion et voir les commentaires de notre prof de groupe pour les modifiers en conséquence ^^ je vais bientôt arrêter de vous harceler avec toutes mes questions "noob")

T'as interet a nous donner ton texte, ca peut etre utile...

PS: j'ai pas compris se qu'est le spin ? spin 1 = boson Spin 1/2 = fermion ok mais le Spin c'est le moment ou s'entrechoque à un instant "t" la force et la matière ? oula rien compris xD

Le spin, c'est compliqué. En fait, c'est une sorte de moment (un peu comme le moment d'une toupie) qui fait que les particules peuvent prendre certaines orientations dans des champs magnetique par exemple. Ce que tu dois savoir, c'est que pour des particules de spin demi-entier (1/2,3/2,...) tu peux pas avoir deux particules dans le meme etat quantique (principe exclusion de Pauli), alors que pour les particules de spin entier, c'est possible (par exemple le LASER). C'est pour cette raison que tu peux pas passer au travers des murs, parce que tu es fait de fermions (entre autre).

[nepher]

Oula oki le spin c'est pas mal complique je vais pas en parler sinon les profs vont être pomé mdr et vont nous sèche !

Les leptons restent comme tels, et s'organisent en doublet de 3 génération : le lepton associé à son neutrino.

Le lepton est aussi associé à l'electron ?

Je vous met ma partie sur la subatomique en ligne dès cette aprèm.

[Oswald_le_fort]

L'electron EST un lepton.

==Liste des leptons :
electron et son neutrino : le neutrino electronique
muon et neutrino muonique
tau et neutrino tau

Ca fait 6.
==Quarks par doublet (et charge)
u (2/3) et d (-1/3)
c (2/3) et s (-1/3)
t (2/3) et b (-1/3)
ordre des masses : u < d < s < c < b < t

==Baryons

=liste des baryons les plus connus et contenu en quarks avec leur temps de vie:
proton : uud, vie plus grande que l'age de l'univers
neutron : udd, 15 minutes dans son referentiel

Il en existe autant q'il est possible de faire de combinaison de charge entiere (ou nulles) avec les 5 quarks u, d, s, c, b. Le t etant tres massif, il se desintegre avant d'avoir eu le temps de s'associer avec d'autres quarks (on parle d'hadronisation). Actuellement, on en connait 32 (source pdg 2006), mais il en manque (pas encore decouvertes).

=Liste de mesons (1 quark, 1 anti-quark)
association de u et d : le plus courrant est le pion (ud bar (pi+), (uubar + ddbar) (pi0), ubar d (pi-)) Il existe un nombre considerable de resonnances (temps de vie 0 pour l'interaction forte : elles apparaissent et disparaissent aussitot).
Association u et s : kaons (meme principe que ci-dessus)
Association u et b : B+
Association c et d : D (mesons charme)
Association c et b : Bc (par bien connu a ce jour)
Association c et s : Ds
Association b et d : B0d
Association b et s : B0s
Association u et u bar : pi0 (deja dit plus haut)
Association d et d bar : idem
Association s et s bar : meson phi et assimiles
Association c et c bar : famille du J/Psi (charmonium)
Association b et b bar : famille du upsilon (bottomonium)
Bien sur chaqu'une de ces "classes" se decline autant de fois qu'il est possible de faire des combinaisons des nombres quantiques, en particulier de spin. Les combinaisons sont assez complexes neanmoins, car basees sur des regles un peu subtiles (que je vais t'epargner parce que pas utiles ici. Pour le spin, on les appelle les regles de Clebsh-Gordan si on te pose la question)

Bon c'est un petit bestiaire qui te sera pas forcement utile, mais ca fait longtemps que j'avais dis que j'en ferai un...

Ensuite, je vais rentrer dans des details qui ne doivent pas rentrer dans ta presentation, mais qui serviront dans de futures discussions sur le forum : la theorie de MS.
Le MS est une theorie quantique des champs basee sur la theorie des groupes. Chaque interaction est en fait le generateur d'un groupe de symetrie : la force forte est representee par le groupe SU(3), l'interaction faible par SU(2), et enfin l'interaction electromagnetique par U(1). Pour une description de ces groupes, il existe de tres bons livres, mais la theoprie des groupe, c'est chiant (c'est mon avis, pas forcement partage).
Le Modele Standard ne permet pas l'attribution des masses aux fermions, donc on doit rajouter une interaction, avec un boson : le mecanisme de Higgs et son boson. Cette interaction fait intervenir une brisure spontanee de symetrie (la fameuse) qui brise SU(3)xSU(2)xU(1) en SU(3)xSU(2)LxU(1)Y. La difference peut paraitre faible au non-initie, mais en fait tout est la. Je veux pas rentrer dans le formalisme mathematique (du moins pas pour le moment) parce que je n'ai pas les outils pour ca (inclure des images, ca va bien quand il n'y en a pas des milliers). Mais qu'importe. Cette brisure de symetrie ne modifie pas SU(3) donc ne concerne pas l'interaction forte. Elle fait de plus apparaitre un nouveau terme dans le Lagrangien (encore un terme de specialiste : c'est une equattion qui decrit l'evolution d'un systeme en fonction d'un parametre, par forcement le temps, meme si ici c'est le cas), dit terme d'interaction de Yukawa. Ce Lagrangien permet la description des masses des fermions via des couplages au boson de Higgs. De plus ce Lagrangien donne les interactions entre les differents quarks pour les interactions faible et electroagnetique. En gros, ca fait apparaitre la charge electrique et la matrice CKM (qui regie les interactions entre quarks dans l'interaction forte, et fait apparaitre la description de la violation de CP dans le MS (mon sujet d'etude)).

Et c'est tout. Le modele peut etre etendu a des ordres superieurs puique tout est basse sur des developpements en series, mais on sait pas vraiment calculer les ordres superieurs. Surtout que generalement, ils sont negligeables.

Il y a aussi un caveat dont je n;ai pas parle : les masses des neutrinos. En effet, au debut du MS, les neutrinos etaient supposes sans masse, mais depuis les observations des oscillations, on sait qu'ils sont massifs. Il convient donc de les rajouter a la main dans le MS. Et ca marche encore. La matrice qui decrit les interactions entre les leptons est la matrice PMNS. Elle a comme la matrice CKM tout un tas de jolies proprietes, dont celle de fait apparaitre de la violation de CP dans les leptons (c'est une anecdote, je sais pas en dire plus). Mais a part ca, ca change rien.

Pour ceux qui auront eu le courage de lire ma prose jusqu'au bout, je dis

[buck]

Lu Oswald
Je ne sais pas si tu l'a fait plus haut mais est ce que tu pourrait donner les def des acronymes? (les matrices en particulier pmns et ckm)

tu dit qu'on a du donner une masse non nule aux neutrinos car on a observer des oscillations (c'est a dire changement d'etat il me semble), euh pkoi on a du le faire?

On est arrive a faire des baryons avec d'autres combinaisons de quarks?

sinon sympa comme description

[Oswald_le_fort]

CKM = Cabibbo Kobayashi et Maskawa. Nicola Cabibbo est le premier a avoir parlé du melange de quarks, et a l'epoque c'etait une matrice 2x2 parce qu'on ne connaissait pas les 3 familles, puis Kobayashi et MAskawa on etendu a description a 3 familles.
Pour PMNS, je ne sais pas... C'est une bonne question.

La mesure du taux d'oscillations des neutrinos en fonction d'un parametre (temps ou distance parcourue) donne la difference de masse entre les deux neutrinos (initial et final). Du coup, comme on a mesure une difference de masse non nulle, les neutrinos ont forcement des masses differentes, donc non nulles (pour au moins 2 type (mu et tau)).

Les baryons sont des combinaisons de 3 quarks qui doivent donner une charge entiere (uud par exemple = 2/3 + 2/3 -1/3 = 1 = proton) ou nulle (udd = 2/3 - 1/3 - 1/3 = 0 = neutron). Mais il est aussi possible de construire des baryons avec d'autres quarks bien sur : sss = omega- (masse = 1672.4 MeV/c2, tau = 0.8 10^-10 s. Il a une histoire un peu particuliere celui la...) ou uds = Lambda 0 (masse = 1115.7 MeV/c2, tau =2.6 10^-10 s). Il en existe pleins d'autres, et on ne les a pas encore tous vu. Mais on en connait deja un grand nombre (40 pour etre exact). Il y en a qui sont doublement chargés : Delta++ (uuu).
Il existe des types un peu exotiques mais qui ne sont pas proprement parler des particules dans le sens ou ils ne sont que tres ephemeres, je veux parler de la classe dees pentaquarks (5 quarks lies). Si c'est possile, et on en trouve de temps a autres. Ce n'est pas interdit pas le modele tant que ca a une charge entiere et que c'est neutre en couleur.

[bongo1981]

Merci Oswald pour cette présentation intéressante

tu dit qu'on a du donner une masse non nule aux neutrinos car on a observer des oscillations (c'est a dire changement d'etat il me semble), euh pkoi on a du le faire?

Lors de l'introduction des neutrinos par Pauli, le neutrino avait une masse rigoureusement nulle et permettait de conservait la charge leptonique de l'électron (parce qu'il y a aussi la charge leptonique du muon, du tauon). Par ailleurs la désintégration d'un neutron (fermion) doit impérativement donner un nombre impair de fermion (et puis la cause principale était la conservation de l'énergie, parce que les électrons émis avaient un spectre d'énergie assez étendu, contrairement aux particules alpha).

A l'époque une masse nulle convenait très bien pour les 3 neutrinos.

Jusqu'au jour où l'on mesure le nombre de neutrinos solaires, et là catastrophe !! 1/3 sont là, et 2/3 manquent à l'appel. Il en résulte deux hypothèses :
- nos modèles du soleil et des réactions nuléaires sont faux (ce qui paraissait bizarre)
- certains neutrinos se sont perdus en chemin, subissant une oscillation puisque l'expérience n'était sensible qu'aux neutrinos électroniques (présentant une bizarrerie de la non conservation des charges leptoniques de l'électron muon tau, mais pas de la charge leptonique).

Les théoriciens ont montré que les neutrinos pouvaient osciller (changer d'identité, celui de l'électron peut se transformer en celui du muon, tau), s'ils avaient une masse différente (et donc a fortiori différente de 0 pour au moins 2 d'entre eux).

http://fr.wikipedia.org/wiki/Oscillation_du_neutrino

SuperKamiokandé ainsi que d'autres détecteurs ont pu le constater directement, soit à différentes distance d'une source intense, soit en comparant le taux de détection provenant du soleil à des moments différents de la journée...

[nepher]

Waouhh celà me dépasse
Mais j'en apprend de jour en jour surtout que Science et Vie me documente bien même si c'est très global et fait exprès pour les petits noob de mon genre ^^

Bon j'ai mis vite fait; ma partie en ligne sur mon site perso; je m'en occuperais mieu se week-end.
La typographie n'est pas bonne ... mal convertit de fichier doc en .html ... bon je vais devoir me le faire avec dreamweaver ...
Bref c'est juste pour avoir déjà des impressions au niveau du contenu:
(jai pas osé expliqué l'histoire des spins et des charges des particules élémentaires ... je me tatte à le mettre ... mais sa ferait peut être trop compliquée ... ce n'est pas une thèse, juste un TPE noté pour le BAC devant des profs de physiques et maths ...

Sur mon site vous ne verrez que ma partie pour l'instant les 2 autres fait par mes camarades seront mis en lignes plus tard ...

Bon le voici: http://nicolas.broisin.free.fr/

Merci de m'indiquer se qui manque de détails et de m'expliquer comment l'améliorer

[Oswald_le_fort]

J'ai pas mal de commentaires, comme tu peux t'en douter :
int forte
Elle est responsable de la cohésion des noyaux atomiques, le nucléair =>> pas clair.

int faible
responsable de la radio-activité beta, qui permet au Soleil de briller. Elle est responsable de certaines désintégrations radioactives et explique par exemple pourquoi le soleil brille. =>>redite

Elle est portée par trois particules, W+, W- et Z0, qui ont été observées au Cern sur l’ancien collisionneur proton anti-proton au début des années 1980 => C'est le LEP


Modele Standard :
En effet, chaque interaction a son propre mediateur se sont les 8 gluons citée au dessus. =>> oups, ya 12 bosons intermediaires (gamma, W+, W-, Z0 et les 8 gluons)

Dans la première version du modèle standard, toutes les particules décrites (matière et rayonnement) devaient être de masse nulle. =>> C'est pas vrai. Le Modele standard ne donne pas de masse aux particules, et c'est troujours le cas. Il faut introduire a la main une brisure de symetrie qui fait apparaitre des masses.

nouvelle interaction de nature un peu différente des deux (forte et électrofaible), le boson de Higgs. =>> Raccourcis un peu rapide. Le bosons de Higgs n'est que le mediateur de l'interaction de Higgs

La mise en évidence d’une particule de Higgs (de un ou plusieurs bosons de Higgs) =>> 1 ou plusieurs... le plusieurs, ce n'est deja plus du MS, c'est de la supersymetrie, donc de la nouvelle physique... Le MS ne postule l'existence que d'un boson de Higgs...

Ta nomenclature, cite la reference.

Dans notre schèma servant ici d'exemple, la particule fait deux tours, mais dans la pratique les particules effectuent des milliers de tours jusqu'à ce qu'elles aient atteintes la vitesse et l'énergie nécessaires pour frapper la cible à l'arrivée. =>> On les accelere jusqu'a ce que les particules aient atteint l'energie voulue, puis on les envoie contre d'autres.

Ton illustration du CERN et du LHC laisse a desirer.. Le cern (le triangle) est tres proche du LHC, alors que sur ton dessin il semble etre a 20 km... Va prendre l'image ici qui est mieux : http://lpsc.in2p3.fr/caomec/ATLAS/site%20html/page-LHC.html Le CERN est en bas sur la photo.
Et n'oublie pas de siter la source.

Ce qui me gene le plus dans la suite, c'est que rien n'est de toi... Et ca ce voit.

[nepher]

Oui sur tous ce qui concerne le LHC ? oui je vais surement faire un résumé de tout celà ainsi que la petite partie sur la fin.

Merci de tous ses détails je m'y plongerais dedans tout à l'heure encore merci.

[bongo1981]

C'est navrant... sur ton site tu mets des copiés collés texto de nos postes ici. Je craignais faire ton TPE à ta place, finalement c'est le cas...

On ne m'y reprendra plus.

[nepher]

Non mais déjà ce n'est pas mon TPE mais simple 1 partie sur 3 du TPE, après c'est la partie la plus complexe, celle à la pointe de la recherche fondamentale ... avant de postez sur le forum je me suis renseignez, mais de partout ce sont des explications très complexe, donc il faut un minimum de connaissance ce qui n'est pas donné à un élève de 1ere... !

Mais c'est juste un brouillon plus détaillé de ma partie, je la modifie de jours en jours.... La physique subatomique est super compliqué j'ai pas de référence dessus ... et en ce moment grâce a Oswald et à toi je commence à m'imaginer se monde si fascinant ...

Merci pour tes commentaires Oswald je vais m'y pencher sérieusement cette aprem.

Mais sinon le faite que je ne parle pas des charges ainsi que des spins des particules élémentaires est ce important que je le mette ? car je ne sais pas si les profs vont me suivre ...

Maintenant que j'ai des arguments exemple je vais commencer la reformulation à ma façon mais j'ai bien besoin d'exemple ! comme les chercheurs de grenoble veulent pas nous recevoir pour qu'ont leur poses des questions bah voilà je suis obligé par l'intermédiaire de vos réponses d'en apréhender un peu plus à chaque fois ...

Sinon Oswald, pour les sources je dois les mettre pour chaque prise d'illustration ?

Mais bon je suis un peu déçu par ton affirmation bongo ... je me donne du mal à comprendre déjà que c'est pas évident ... et maintenant que tu me dis que tu fais mon TPE à ma place ...

C'est bien pour sa que je vous le montre c'est pour avoir vos réactions donc là je vais régler ses problèmes et voilà mais pas la peine de le prendre comme ça !

[Oswald_le_fort]

Pour chaque illustration qui n'est pas de toi, tu dois mettre la reference, meme en petit... De meme pour chaque source de texte. C'est la moindre des choses que de rendre a cesar ce qui lui appartient, tu trouves pas ?

Le fait que tu ne parle pas des charges et du spin peut etre un probleme de logique, mais ca depends, est-ce que tu comprends de quoi il s'agit ? Si ce n'est pas le cas, mieux vaud ne pas en parler parce que tu risque de dire des con***ies, et elle se verront. C'est comme ton texte actuellement, est-ce que tu le comprends ? Je voudrais que tu resume tout ca d'une maniere concise en disons une 10aine de lignes max. Si tu peux le faire, alors c'est que tu aura compris, sinon, je vais penser comme Bongo.

Bonne chance.

[nepher]

Oki, la physique des particules n'est qu'un équilibre de force représenté par le modèle standard.

Ce MS représente tous les phénomènes de la vie. Il est constitué de 3 interactions (faible, forte et eletromagnétique) ainsi que de 12 fermions, 6 quarks (up, down, strange, charm, bottom et top ) et 6 leptons (electron et son neutrino, muon et neutrino muonique, tau et neutrino tau), répartie en 3 famillie.
La 1er famille constitue la matière stable et suffit donc à la description de notre environnement. Les particules des deux autres familles ont été présente juste après le big-bang, donc retrouvée lors de collisions dans les accélérateurs de particules.

Dans l'unviers quarks et leptons sont soumis à quatre interactions fondamentales:

- L'interaction eletromagnétique permettant de lié les électrons et le noyau de l’atome. L'interaction se produit par échange du boson photon, porteur de la force eletromagnétique.
- L'interaction forte est responsable de la cohésion des noyaux atomiques, elle maintient ensemble les quarks au sein des nucléons. Ses messagers sont les gluons.
- L'interaction faible est responsable de certaines désintégrations radioactives et explique par exemple pourquoi le soleil brille. Elle est portée par les bosons W et Z.
- L'interaction Gravitationnel est une force attractive qui agit entre tous les objets ayant une masse. Elle est d’ordinaire négligeable à l’échelle microscopique. Son vecteur serait le graviton non encore observé.

Voilà j'ai bien globalisé et je pense même l'incorporé dans mon TPE .. ?
Mais il me manque la confirmation de Oswald le puissant

[Oswald_le_fort]

C'est bon pour moi.

[nepher]

Youpiee !

Mais pour les sources par exemple ce diapo:
http://ganinfo.in2p3.fr/operation/diapo ... sld002.htm

Je dois mettre en petit en bas: sources: http://ganinfo.in2p3.fr ou tout le lien entier ?


Edit: Encore merci Oswald t'es trop fort ! !!