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Les neutrinos, insaisissables [19124]

(Czochzalsky)

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Posté le : 17/06/2006, 14:05 (Lu 12648 fois)
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Bonjour,
J'avais une petite question tordue: Comment fait-on pour détecter le passage d'un neutrino, alors que celui ci ne réagit qu'a la force faible et qu'il n'interagit pas avec la matière?
Les scientifiques ont un mal fou a essayer d'en isoler un, mais comment ont-ils montré leur existence?
Merci,
Czochzalsky

Re: Les neutrinos, insaisissables [19149]

arno

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Posté le : 19/06/2006, 13:51 (Lu 12643 fois)
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les neutrinos s'obsevent par le biais de leurs desintegrations.
bon on sait que le neutron est constitué de trois quarks 2up et 1 down. les quarks up ont une charge +1/3 et lkes quarks down une charge -2/3.
on a ainsi 2up+down=charge nulle
maintenant un neutrino electronique frappe le neutron (chose ultra rare) qui interagit avec lui par l'intermediaire de la force faible.
le neutrino va plus particulierement interagir avec le quark down qui va ainsi se transformer en quark up. Notre neutron s'est donc transformer en proton (3up= charge 3/3=1 )
cependant on avait une charge nulle du systeme. pour equilibrer cela un electron va etre emis durant la desintegration. on obtient donc la neutralité du systeme. de plus on a l'apparition d un antineutrino.
on a: où v est un neutrino
n+ve==>e-+p+v-e

on peut aussi detecter le neutrino grace a la reaction inverse (bien que plus rare) qui est la desintegration beta
-
.
on a a l'origine un proton qui absorbe un antineutrino electronique cela va entrainer la desintegration du proton en neutron (quark up devient down) , l'emission d'un positron et celle d'un antineutrino. cependant tu observeras que le proton a une masse inferieure a celle du neutron donc cette desintegration absorbe de l'energie venant de l'exterieur.
on a: où E est de l'energie
E+ p+v-e==>n+e++v

Maintenant dans les detecteurs de neutrinos on utilise en general de cadnium. lorsqu un antineutrino electronique est absorbé par un proton celui ci se transforme en neutron et emet un positron( je ne cite que les particules qui nous interessent)
le neutron sera absorbé par le cadnium qui va se transformer en isotope plus lourd et emettre trois photons tandis que le positron va se desintegrer avec un electron est emettre deux photons de 511KeV chacun.
il ne reste qu a detecter ces emissions de photons.
attention il existe d'autres detecteurs tel que le super kamiokande au japon qui utilisent l'effet tcherenkov (je suis a ta disposition)et bien sur ces interactions sont tres rares car comme tu le dis le neutrino n'interagit que tres peu avec la matiere et bien sur "taux" d interactions varie selon son energie et donc sa vitesse.
Dans la pratique on utilise une solution d'eau et de CdCl2 avec autour un scintillateur liquide qui permet de mettre en evidence les phtons emis.
le neutrino n'interagit avec la matiere qu environ tous les 30 000 000 000 000 000 km.
@+

----------
Edité le 20/06/2006 à 12:20 par arno

Re: Les neutrinos, insaisissables [19272]

(Czochzalsky)

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Posté le : 20/06/2006, 12:17 (Lu 12625 fois)
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Bonjour,
Je ne m'attendais pas a une réponse aussi claire et précise, tu es génial, arno!!!!
Merci encore,
Czochzalsky


Re: Les neutrinos, insaisissables

arno

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Posté le : 20/06/2006, 15:10 (Lu 12622 fois)
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merci

Re: Les neutrinos, insaisissables [19381]

sutom

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Posté le : 21/06/2006, 11:13 (Lu 12602 fois)
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effectivement c'est précis , dans ta prmière réaction , il y a conservation de la charge mais à la base on a 2 (1/3) + (-2/3) , à la fin , on a 3/3 +( - 1=-3/3) , est ce que le neutrino apporte un 1/3 et un -1/3 ? dans ce cas l'antineutrino aussi non et on a plus tellement conservation des charges , mais conservation de la neutralité , mais comme tu l'as dit le proton à une masse inférieure , on a un peu l'impression que l'emmission de l'électron se fait par magie , je n'ai pas tout compris .


l'éternité , c'est long ... surtout vers la fin .
en thermodynamique comme ailleurs, peu importe le chemin parcouru, l'important c'est le résultat.

Re: Les neutrinos, insaisissables [19399]

arno

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Posté le : 21/06/2006, 12:25 (Lu 12597 fois)
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oui si tu veux on a conservation de la neutralité mais le principe de base est celui de la conservation de la charge.


le neutrino est neutre comme le signifie son nom "petit neutre".
en fait le neutrino electronique vient de la desintegration beta-
on l'appelle ainsi car il est emis en meme temps que l'electron
du coup lorsqu un anti neutrino electronique est absorbé par un proton on a inversement, emission d'un positron.
et lorsqu un neutron absorbe un neutrino electronique il y a emission d'un elctron.
en fait ce n'est pas vraiment une explication, j'eplique le parce que par le comment .
mais il n'y a pas vraiment d'exlication. ce sont des obsevations.
de plus c'est la force forte qui est responsable de ces interactions, force qui est tres etrange puisqu elle permet la "transformation" d'un particule en une autre.
on voit simplement qu il y a une conservation de la charge ou de la neutralité, et de l'energie du systeme.
peut etre qu un physicien specialisé dans ces interactions pourrait y repondre mais je ne crois pas qu il y ait de reponse.
en fait cela me parait clair:

anti neutrino electronique + proton==> neutrino + positron + neutron
on voit que l antineutrino devient neutrino suite à son absorbsion et tu peux meme remarquer qu il entraine l'emission d un antiparticule qui est le positron( antiparticule===>antiparticule)
et que , comme c'est un antineutrino electronique il entraine l'emission d'un positron qui est l'antiparticule de l'electvoila vous pouvez me redemandez si vous captez toujours pas.
cette desintegration est vraiment mysterieuse et fascinante puisqu elle fait rentrer en jeu l'interaction faible

on dit que les neutrinos sont associé a des particules: neutrino electronique==> electron;positron
neutrino muonique==> muons
neutrino tau===> tauons(=tau)
@+

----------
Edité le 21/06/2006 à 19:12 par arno

Re: Les neutrinos, insaisissables [19441]

sutom

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Posté le : 21/06/2006, 17:08 (Lu 12581 fois)
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tu as écrit
 
Citation
anti neutrino electronique + proton==> neutrino + electron + neutron  

tu ne voulais pas plutôt dire anti neutrino électronique + proton ===> neutrino + positron + neutron ?
Je ne sais pas si je me suis bien exprimer si au départ d'une réaction tu as 15 charges + et 14 - tu as une charge exédentaire de +1 mais si à la fin de la réaction tu as 13+ et 12 - tu as toujurs la même charge exédentaire de +1 mais la quantité totale de charges n'est pas la même , c'est ce que je voulais dire , c'est ce qui me chagrine dans la 1 ère équation ( 1/3 - 2/3 ==> +1 -1 ) .


l'éternité , c'est long ... surtout vers la fin .
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Re: Les neutrinos, insaisissables [19474]

arno

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Posté le : 21/06/2006, 19:11 (Lu 12574 fois)
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pour ce que tu dis au sujet de la citation oui c'est bien ce que je voulais dire.
mais par contre tu te trompe: j'ecris
Citation
bon on sait que le neutron est constitué de trois quarks 2up et 1 down. les quarks up ont une charge +1/3 et lkes quarks down une charge -2/3.
on a ainsi 2up+down=charge nulle


ce qui signifie en fait qu au debut on a une charge nulle du systeme ( neutron+ neutrino electronique).
la charge nulle du neutron est due à sa composition: 2 quarks up (charge +1/3) et un quark down (charge -2/3)
comme on a 2 quarks up on a donc 2x1/3=2/3 et comme on a unquark down on a au total: 2/3-2/3=0 donc la charge du neutron et du systeme global est =0
a la fin on a un proton qui est apparu donc une charge elementaire e positive, sauf qu on a aussi un electron dont la charge est negative = -e on a donc : 1-1=0
la charge globale du systeme n'a pas evoluée , elle est resté la meme.
en fait lorsque tu dis cela
Citation
si au départ d'une réaction tu as 15 charges + et 14 - tu as une charge exédentaire de +1 mais si à la fin de la réaction tu as 13+ et 12 - tu as toujurs la même charge exédentaire de +1 mais la quantité totale de charges n'est pas la même

la quantité de charge n'a pas d importance, la seule importance est la conservation de la charge globale du systeme.
c'est comme pour la masse.
imagine que tu as a la base(les chiffres sont totalement arbitraires)
une mole d' oxygene et deux mole d'hydrogene.
le systeme: le lieu de l'experience (il est clos et n 'inter-agit pas avec le reste de l'univers)
comme "rien ne se perd rien ne se crée tout se transforme"
si on fait la reaction la masse globale du systeme sera conservée par contre on aura plus qu une mole d'eau ,tu comprend?
la quantité n'a pas d importance, tu peu fragmenter ta charge autant de fois que tu veux il faut juste que le resulta final ne soit pas modifié.
@+ j eesper avoir ete clair

Re: Les neutrinos, insaisissables [19490]

sutom

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Posté le : 21/06/2006, 21:43 (Lu 12568 fois)
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oui oui très clair , mais je voulais écrire 2*(1/3) +2*(-1/3) , c'et daillaurs ce que j'ai écris dans la première réponse , mais je pense clairement que tu te trompe quand tu dis
Citation
la quantité de charge n'a pas d importance, la seule importance est la conservation de la charge globale du systeme.
c'est comme pour la masse.

je ne crois pas du tout que c'est ce que signifie la conservation de la charge ( sinon je crois que mes cours d'électro sont à revoir ), les charges ne se divisent pas indéfiniment et surtout ne se créées pas toutes seules , la conservation de la charge n'a rien à voir avec la quantité de produit obtenue lors d'une réaction , quantité purement arbitraire , puisqu'elle s'occupe du nombre de "membres" , les charges ont une réalité physique et sont quantifiées , ce n'est vraiment pas pour relancer la conversation mais c'est un point trèstrèstrès important .


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Re: Les neutrinos, insaisissables [21475]

arno

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Posté le : 31/08/2006, 23:38 (Lu 12315 fois)
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tout depends du point de vue.
si l 'on considere le systeme la charge est conservée, elle reste nulle. et lorsque tu dis "la conservation de la charge n'a rien à voir avec la quantité de produit obtenue lors d'une réaction , quantité purement arbitraire , puisqu'elle s'occupe du nombre de "membres" "
justement tu appuis mon idée, la charge est conservée et peu importe la quantiteé de charge qu il y a puisque la quantitiée est seulement dûe au nombre de membres
la desintegration bêta le montre tres bien on a ,à l'origine, de l'energie et une charge nulle, a la fin l'energie au lieu de être répartie sur deux particules, est répartie sur 3 on a forcément plus d'éléments ; mais comme la charge du systeme doit rester nulle alors on à deux charges l'une + l'autre -.
@+

Re: Les neutrinos, insaisissables [21527]

sutom

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Posté le : 01/09/2006, 19:36 (Lu 12297 fois)
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Je ne nie pas que l'on puisse creer des particules avec de l'énergie (de masse ou de rayonnement), mais c'est une affaire de vocabulaire, je pensais que l'on parlait de conservation de la charge lorsque le nombre de charges (positives et négatives) étaient le même au début et à la fin d'un système, c'est à dire qu'on ne pouvait ni créer ni supprimer les charges ( même si la proximité leur permet d'avoir un champ quasi nul à une distance raisonnable ).C'est une question de termes, pas plus, il y a conservation de la neutralité mais pas de la quantité de charge, puisque par exmple dans ta désintégration béta, ton neutron est composé ( dans le modèle standard ) de 2x(1/3) + 1x(-1/3) et qu'à la fin on obtient 1 proton moins massif, et un électron, je dis ça parceque daans mes cours on est assez clair la dessus, la charge est quantifiée et sa neutralité ne dépend pas d la quantité de charges .


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Re: Les neutrinos, insaisissables [21537]

arno

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Posté le : 01/09/2006, 21:00 (Lu 12289 fois)
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c'etait juste un probleme de vocabulaire, en effet je voulais aussi parlé de la conservation de La charge globale du systeme donc de la valeur de la charge mais pas de la quantité de charge du systeme qui ,nous sommes daccord, peut varier.
@+

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