Suicide prevention hotline Flashcards
Torture (103 cards)
1
Q
Comment définit-on le concept de vecteur d’onde ?
A
Un vecteur qui pointe dans la direction de propagation de l’onde et dont la grandeur est inversement proportionnelle à la longueur d’onde.
2
Q
Comment écrit-on généralement la phase d’une onde en fonction du vecteur d’onde k et de la
fréquence angulaire 𝜔 ?
A
𝜔𝑡 − 𝑘x
p. 92
3
Q
La phase d’une onde lumineuse ou d’une onde de matière est-elle affectée par une transformation de Lorentz ? Peut-on l’écrire en fonction de quadri-vecteurs ?
A
La phase d’une onde lumineuse est un invariant de Lorentz. Avec la forme 𝒌 ⋅ 𝒙 = 𝜔𝑡 − k ⋅ r
p. 92
4
Q
Que stipule le théorème du quotient en relativité restreinte ?
A
Étant donnée un ensemble 𝑩 de 4 quantités telle que 𝑨 ⋅ 𝑩 est un invariant de Lorentz, pour tout quadrivecteur 𝑨, alors 𝑩 est aussi un quadrivecteur.
p. 91
5
Q
Quelle est l’hypothèse formulée par Louis de Broglie en 1923 ?
A
Tous les objets microscopiques ont à la fois un caractère ondulatoire et corpusculaire. Cela comprend la lumière, ainsi que les particules élémentaires connues à l’époque, dont les électrons.
6
Q
Comment de Broglie explique-t-il la règle de quantification de Bohr à l’aide de cette hypothèse (l’hypothèse formulée par Louis de Broglie en 1923) ?
Est-ce critiquable comme explication ?
A
Si le rayon était différent des valeurs quantifiées,
l’onde associée à l’électron serait en interférence destructive avec elle-même; elle ne serait pas bien définie.
Cette explication est critiquable car la description mathématique s’applique à une onde plane et non à une onde qui tourne autour d’un noyau.
p. 93
7
Q
Qu’est-ce que l’effet Compton ?
A
La diminution de la longueur d’onde d’un photon à la suite d’une collision avec un électron.
p. 94
8
Q
Que signifie la formule 𝜆′ = 𝜆 + 𝜆𝑐(1 − cos 𝜃) et les symboles y figurant ?
A
La relation entre la longueur d’onde 𝜆 du photon avant la collision et sa longueur 𝜆’
après la collision où 𝜃 est l’angle de déviation du photon par rapport à sa direction initiale.
9
Q
Qu’ont observé Davisson et Germer (1927) en envoyant un faisceau d’électrons sur une cible de nickel ?
A
Que les électrons se comportaient comme des ondes.
p. 96
10
Q
A
𝜓(𝑥,𝑡) = 𝐴e^𝑖(𝑘𝑥−𝜔𝑡)
P. 98
11
Q
A
L’onde mène à une relation de dispersion compatible avec la relation relativiste entre l’énergie et la quantité de mouvement.
Une équation ayant la forme d’une onde plane s’écrit facilement. (Litéralement la forme dans la question).
p. 99
12
Q
Comment écrit-on l’équation de Schrödinger pour une particule non relativiste se déplaçant dans un potentiel 𝑉 (r) ?
A
p. 101
13
Q
Comment arrive-t-on à l’équation de Schrödinger indépendante du temps à partir de l’équation de Schrödinger dépendant du temps ?
A
pour des états stationnaires, on peut simplement
p. 101
14
Q
1-Comment procède-t-on à la solution de l’équation de Schrödinger indépendante du temps dans un puits de potentiel infini ?
2-Quels sont les niveaux d’énergie correspondants ?
A
15
Q
Quelles différences notables existent entre les solutions à l’équation de Schrödinger dans un puits infini et dans un puits fini ?
A
- L’équation d’onde est définie à l’extérieur du puit fini, mais pas à l’extérieur du puit infini
- Il existe une infinité de solution pour le puit infini, tandis que le nombre de solutions du puit fini dépend de la barrière de potentiel.
p. 102-103
16
Q
La solution à l’équation de Schrödinger pour l’atome d’hydrogène est obtenue par séparation des variables. Qu’entend-on par là ?
A
La séparation des nombres quantiques qui donnent les différentes formes des solutions.
p. 106-110
17
Q
Dans l’expérience des fentes de Young appliquée aux électrons, pourquoi affirme-t-on que chaque électron passe par les deux fentes en même temps ?
A
Parce que, même lorsque les électrons étaient envoyés un à un, le patron d’interférence apparaissait toujours.
p. 114
18
Q
Selon l’interprétation courante de la mécanique quantique, quel est l’interprétation de la fonction d’onde 𝜓(r) ?
A
L’amplitude de probabilité de trouver un électron à la position r au temps t.
p. 116
19
Q
Selon l’interprétation courante de la mécanique quantique, qu’arrive-t-il à la fonction d’onde lorsqu’on mesure une propriété de la particule, par exemple sa quantité de mouvement, ou encore la fente par laquelle elle est passée ?
A
Ce processus par lequel l’état de la particule change brusquement suite à une mesure est couramment appelé effondrement de la fonction d’onde, car la fonction d’onde initiale 𝜓 s’effondre littéralement sur l’une de ses deux composantesl.
p. 121
20
Q
Énoncez la relation d’incertitude de Heisenberg.
A
Δ𝑥 Δ𝑝 ≥ℏ/2
Quelle que soit la fonction d’onde de la particule, le produit des incertitudes sur 𝑥 et sur 𝑝 doit être supérieur à ℏ/2. On ne peut donc jamais connaitre précisément à la fois 𝑥 et 𝑝.
p. 120
21
Q
Qu’est-ce qu’un train d’onde ?
A
Un train d’onde est une superposition d’ondes planes distribuées de manière continue autour d’une valeur centrale k0 dont l’amplitude décroit rapidement quand k s’éloigne de k0.
22
Q
Comment définit-on la transformée de Fourier 𝜓̃(𝑘) de la fonction d’onde 𝜓(𝑥) en dimension 1 ?
A
La transformée de Fourier 𝜓(𝑘) ̃ contient toute l’information sur la fonction d’onde, mais exprimée
en fonction du vecteur d’onde 𝑘 au lieu de la position 𝑥.
p. 119
23
Q
Quel est l’interprétation physique de la fonction d’onde transformée 𝜓̃(𝑘) ?
A
Physiquement, cela signifie que l’onde est une superposition d’ondes planes dont les vecteurs d’ondes 𝑘 sont proches de 𝑘0, avec une amplitude qui décroit rapidement quand 𝑘 s’éloigne de 𝑘0.
(comme une gaussienne)
p. 119
24
Q
Qu’est-ce que l’effet tunnel ?
A
La capacité de traverser une barrière de potentiel qui serait infranchissable classiquement.
p. 122
25
Qu’est-ce que la microscopie à effet tunnel ? Que permet-elle d’observer ?
Cartographier la surface d'un solide à l'échelle atomique.
26
Dans quel espace se propage l’onde de matière, dans le cas d’un système comportant plus d’une particule ?
Puisque les ondes de deux particules peuvent se combiner et se superposer, alors l'onde se propage dans **l'espace de configuration** c’est-à-dire un espace de plus grande dimension repéré par les coordonnées de toutes les particules
du système.
| p. 125
27
Définissez les notions de boson et de fermion.
Comme il est impossible de distinguer l'état défini par 𝜓(r1,r2) de celui défini par 𝜓(r2,r1), alors
Soit que 𝜓(r2,r1) = 𝜓(r1,r2)
Soit que 𝜓(r2,r1) = −𝜓(r1,r2).
Donc, la fonction d'onde est soit **paire** ou **impaire**. Les **pairs** sont les **bosons** et les **impairs** sont les **fermions**.
| p. 128
28
Qu’est-ce qu’un déterminant de Slater et comment permet-il de relier la notion de fermion au principe de Pauli ?
Il s’agit d’un déterminant, appelé déterminant de Slater, dont l’élément à la rangée n𝑖 et la colonne n𝑗 est 𝜓𝑖(r𝑗). Le principe de Pauli est une conséquence des propriétés des déterminants: 𝜓 est antisymétrique (il change de signe) lorsqu’on permute deux rangées, ou deux colonnes, et il s’annule si deux des fonctions d’ondes 𝜓𝑖 sont identiques.
| p. 129
29
Qu’accomplit la théorie (ou équation) de Dirac par rapport à celle de Schrödinger ?
L'équation de Dirac incorpore le **spin** de l'électron.
| p, 131
30
Qu’est-ce que la mer de Dirac ?
La mer de Dirac stipule qu'il y a un nombre **fini** de vecteurs d'onde possible, comme si l'espace formait une sorte de grille.
31
Que représente la quantité suivante : ℓ_p = √(ℏ𝐺/𝑐^3) ?
La longueur de **Plank**, la **seule** combinaison de ces trois constantes qui ait les unités d'une longueur.
32
Avant la découverte du neutron, quel modèle était proposé pour la composition du noyau atomique et quelle était le problème théorique principal de ce modèle ?
Le noyau atomique était composé de proton et d’électron. Le problème avec ce modèle est que si une particule avec une aussi petite masse que l’électron était contenu dans un aussi petit espace que le noyau d’un atome, son énergie cinétique serait trop grande.
33
Comment définit-on l’énergie de liaison 𝐵(𝑍,𝐴) ?
L’énergie de liaison est l’énergie qu’il faudrait fournir pour dissocier complètement un noyau en ces constituant.
34
a est le rayon de distribution d’une surface floue, caractérisée par une épaisseur d.
35
Comment le volume du noyau se comporte-t-il en fonction du nombre de masse 𝐴, selon les expériences de diffusion d’électrons de haute énergie sur les noyaux ?
Le volume est proportionnel au nombre de masse A.
36
Elle a démontré l’existence du proton
37
Pour une particule d’énergie cinétique donnée 𝑇, comment doit-on choisir la masse 𝑚 pour maximiser sa quantité de mouvement ?
Il faut que la masse soit le plus grand possible.
38
Que nous apprend le fait que l’énergie de liaison par nucléon 𝐵(𝐴,𝑍)/𝐴 est constante en première approximation (en fonction de 𝐴) au sujet de la portée de l’interaction nucléaire forte ?
La portée de l'interaction nucléaire forte est très courte
39
Quelle est la justification physique des différents termes de la formule semi-empirique des masses (ou formule de Bethe-Weizsäcker) ?
**av** (Terme de Volume) : Intéractions fortes avec les voisins de la particule (Courte portée)
**as** (Terme de Surface) : Correction au terme du Volume, puisque les particules à la surface ont environ la moitiée moins de voisin que ceux pas à la surface
**ac** (Terme de Coulomb) : comme les noyaux sont chargés, l’énergie de liaison doit aussi être diminuée par l’énergie potentielle électrostatique.
Terme électrostatique à l’énergie de liaison nucléaire (Portée infinie de force inversement proportionnel au rayon)
**aa** (Terme d'asymétrie) : pour une valeur fixe de 𝐴, ce sont les noyaux qui ont 𝑁 = 𝑍 qui ont la plus basse énergie.
**𝛿** (Terme d'appariement) : énergie est toujours plus grande quand le nombre de protons ou le nombre de neutrons est pair.
| p144-149
40
Sur un diagramme de 𝑁 en fonction de 𝑍, les noyaux stables se tiennent proche d’une courbe (dite courbe de stabilité) qui est proche de la droite 𝑁 = 𝑍, mais qui dévie de plus en plus de cette droite (dans la direction 𝑁 > 𝑍) quand 𝑍 augmente.
Comment explique-t-on ces deux caractéristiques par la formule semi-empirique des masses ?
Lorsque le noyau est petit chaque neutron attire tous les nucléons à l’aide de la force nucléaire forte. Les niveaux de Paoli sont alors les mêmes pour les neutrons et les protons ce qui rend le noyau stable. Cependant, pour les gros noyaux, les neutrons n’attirent plus tous les nucléons. Il attire seulement ses voisins. Il faut donc plus de neutrons pour contrer la force de coulomb entre les protons. Cela mène à un déséquilibre entre les niveaux d’énergie de Paoli et cela rend les noyaux moins stable.
41
Quelle signe empirique avons-nous que la formule semi-empirique des masses n’est pas le fin mot de l’histoire et que les nucléons ont tendance à s’organiser en couches nucléaires ?
Il existe des nombres magiques qui sont des valeurs de N ou de Z lorsque le noyau est plus stable que prédit par la formule semi-empirique. Cela évoque le model de couche électronique des atomes.
42
Quelles sont les interactions fondamentales jouant le rôle principal dans chacun des processus
𝛼, 𝛽 et 𝛾 ?
Pour l’émission gamma, c’est l’interaction électrométrique pour alpha c’est l’interaction fort et pour beta, c’est l’interaction faible.
43
Définissez les termes suivants : demi-vie, période, vie moyenne, activité.
- Demi-vie/période : C’est le temps après lequel la moitié de la population initiale c’est désintégré
- Vie moyenne : Durée moyenne de la vie de la particule
- Activité : C’est le nombre de désintégration par unité de temps
44
Quelles sont les conditions pour qu’un équilibre séculaire s’établisse dans une chaine de désintégrations ?
Un équilibre séculaire est atteint lorsque la période du parent est beaucoup plus grande que la période des enfants.
45
L’émission 𝛾 est précédée d’une émission 𝛼 ou 𝛽. Pourquoi ne se produit-elle pas indépendamment ?
L’émission γ est précédée d’une émission α ou β, car lors de ces émissions, les produits ne sont pas nécessairement à leur état fondamental ils peuvent être dans des états plus excités. Ce qui implique une ou des émissions γ pour les ramener à leur état fondamental
46
Les particules 𝛼 émises lors de l’émission 𝛼 ont une énergie bien définie. Pourquoi ?
Leur énergie est bien définit car il s’agit de l’énergie de liaison acquise lors de la formation de la particule alpha à l’intérieur du noyau. De plus, puisque la particule est émise par effet tunnel son énergie reste la même qu'avant l'émission. Ella va varier de maniere minimale chez differents atomes.
47
Les électrons ou positrons émis lors de l’émission 𝛽 n’ont pas une énergie bien définie.
Pourquoi ?
Puisque l'émission 𝛽 contient plus de deux particules, l'émission a beaucoup plus d'énergies possibles.
48
Quelles sont les trois formes observées d’émission bêta dans les noyaux ?
β+, β−, EC. Émission beta antiélectron et neutrino, émission beta électron et antineutrino, capture d’électron et émission de neutrino.
49
Comment explique-t-on que les vies moyennes des émetteurs 𝛼 varient sur 22 ordres de grandeur ?
L'effet tunnel.
50
Comment peut-on réfuter l’hypothèse selon laquelle les particules 𝛼 s’échappent du noyau en franchissant une barrière de potentiel par agitation thermique ?
L’énergie des particules alpha **émises par les sources courantes était trop faible pour pénétrer à l’intérieur des noyaux** (car celles-ci étaient diffusées par la répulsion coulombienne). Elles n’avaient donc pas l’énergie nécessaire pour traverser cette barrière de potentiel. C’est donc par effet tunnel qu’elles doivent s’échapper.
| p.166
51
Pourquoi le Carbon 14 peut-il être utilisé pour dater des objets organiques ?
Pendant la vie d'un organisme il y à un échange constant de carbon avec l'environnement donc quantitée de carbon 14 reste constant dans celui-ci. Quand il meure cet échange arrête, donc la quantitée de Carbon 14 diminue lentement. En connaissant le ratio de carbon 14 original à l'époque (Calibration), nous pouvons calculer à l'aide de sa durée de vie le temps écoulé.
| p.169
52
Quelle est la différence entre la dose efficace 𝐸 et la dose absorbée 𝐷 ?
E (Dose efficace en sievet): fondamentalement un J/kg, mais corrigé par des facteurs adimensionnés.
D (Dose absorbée en J/kg): énergie déposée par unité de masse du sujet
E=(wr)(wt)D
où wr : facteur numérique qui dépend du type de rayonnement
wt : facteur numérique qui dépend du type de tissu biologique visé
| p.170
53
Quelles sont les unités physiques fondamentales derrière le sievert ?
J/kg
| p.170
54
Quelle est la dose annuelle naturelle de rayonnement, en Sv (approximativement) ?
10 μSv par jour
3652.5 μSv par année
| p.171
55
Qu’est-ce qu’un nucléide fissile ?
Les nucléides qui peuvent subir une fission par absorption d’un neutron lent.
| p.176
56
57
La probabilité de fission induite par un neutron de basse énergie incident sur un bloc de matière fissile varie comme l’inverse de la vitesse du neutron. Comment peut-on justifier ce comportement ?
À basse énergie, la section efficace varie en fonction inverse de la vitesse des neutrons (𝜎 ∝ 1/𝑣).
Cela se comprend bien en fonction de la durée Δ𝑡 du séjour d’un neutron au sein d’un noyau,
soit Δ𝑡 ∼ 𝑑/𝑣, 𝑑 étant le diamètre du noyau. Comme les processus quantiques sont bien souvent caractérisés par une probabilité constante par unité de temps, il est naturel que la probabilité d’interaction soit proportionnelle à Δ𝑡
| p.178
58
Qu’arrive-t-il éventuellement aux noyaux de Uranium 238 impliqués dans une capture radiative de neutron au sein d’un réacteur nucléaire ?
Dans l’uranium naturel, ou insuffisamment enrichi, les neutrons secondaires subiront préférablement **une capture radiative par Uranium 238 et la réaction s’arrêtera**. Afin de maintenir la réaction en chaine dans un réacteur nucléaire, il faut donc ralentir les neutrons à l’aide d’un modérateur.
| p.179
59
Comment définit-on le facteur 𝑘 dans une réaction en chaine ?
𝑘 le nombre moyen de neutrons secondaires qui causent aussi une fission induite.
Si 𝑘 est supérieur à l’unité cependant, une réaction en chaine se produit. On dit que
la réaction est critique si 𝑘 = 1, sur critique si 𝑘 > 1 et sous-critique si 𝑘 < 1.
| p.178
60
Décrivez les rôle de chacun des éléments suivants d’un réacteur nucléaire : combustible, caloporteur, modérateur, contrôleur, réflecteur.
**Combustible** : Il contient un matériau fissile, mais en faible pourcentage. Par exemple : l’uranium naturel.
**Caloporteur** : le fluide qui circule au sein du le réacteur pour en évacuer la chaleur. Dans la plupart des cas, ce fluide circule dans un circuit primaire, et un échange thermique a lieu avec un autre fluide (de l’eau, typiquement) qui circule dans un circuit secondaire et qui est transformé en vapeur au contact de l’échangeur de chaleur. C’est cette vapeur qui alimente la turbine à gaz qui fournit le travail mécanique et génère la puissance électrique. Certains types de réacteurs ne comportent qu’un circuit : c’est le caloporteur qui alimente directement la turbine dans ce cas. Le gaz est alors recyclé : condensé et re-circulé dans le réacteur.
**Modérateur** : un matériau qui fait subir des collisions élastiques aux neutrons, donc sans les absorber.
**Contrôleur** : le matériau qui sert à contrôler la criticalité de la réaction en chaine. Typiquement des barres de cadmium ou de bore qu’on peut mécaniquement introduire dans le réacteur afin d’absorber des neutrons.
**Réflecteur** : les parois du réacteur doivent le plus possible réfléchir des neutrons vers l’intérieur du réacteur, au lieu de les absorber, ou les laisser fuir.
| p.179-180
61
Qu’est-ce qui permet aux réacteurs CANDU d’utiliser de l’uranium naturel comme combustible ?
L’utilisation de l’eau lourde (plutôt que l’eau ordinaire) comme caloporteur dans le CANDU est nécessaire, car la plus faible concentration en matière fissile demande un caloporteur qui absorbe très peu les neutrons.
| p.180
62
Quelles sont les qualités requises d’un bon modérateur ?
Plus le nucléide modérateur est léger, plus grande est la part de l’énergie du neutron qui lui est cédée à chaque collision et qui fait subir des collisions élastiques aux neutrons, sans les absorber.
| p.179
63
Comment est-il possible que des réacteurs nucléaires naturels aient pu exister sans enrichissement d’uranium ?
La concentration de Uranium 235 dans l’uranium naturel était de 3,1%. Comme la période de Uranium 235 est plus courte que celle de Uranium 238, **le rapport de concentration
Uranium 235/Uranium 238** diminue au cours du temps, donc était **plus élevé à une époque
reculée**. Or une concentration de 3,1% est suffisante pour qu’un réacteur naturel soit opérationnel avec un modérateur à l’eau ordinaire. L’**eau souterraine pénétrant dans les fissures des formations uranifères servait de modérateur**. Les filons de minerai d’uranium naturel servaient de combustible. La température augmentant avec l’activité du réacteur (quelques centaines de degrés ∘C), le modérateur pouvait être partiellement évaporée, ce qui entrainait une baisse de la réactivité, qui était suivie d’un retour de l’eau souterraine, suivi d’une augmentation de l’activité, et ainsi de suite : le réacteur était donc en **fonctionnement cyclique.**
| p.182
64
Qu’entend-on par nucléogenèse primordiale ? Combien de temps dure-t-elle ?
Création des nucléides à partir
des protons dans le **big bang**.
Entre 30 secondes et 30 minutes
| p.186
65
L’interaction faible joue-t-elle un rôle dans la nucléogenèse primordiale ?
Les réactions jouant un rôle dans la nucléogenèse primordiale n’impliquent pas l’interaction faible, mais uniquement l’interaction nucléaire forte ou l’interaction électromagnétique.
| p.186
66
Dans le cycle proton-proton responsable de la majeure partie de l’énergie produite au sein du soleil, quelle réaction agit comme goulot d’étranglement et contrôle, en dernière analyse, la puissance du soleil ?
𝑝 + 𝑝 → 𝑑 + (𝑒+) + 𝜈_𝑒 + 0,42 MeV
La réaction est causée par l’interaction faible. Sa section efficace est infime, de l’ordre de 10^(−21) fm^2.
C’est donc cette réaction qui contrôle la vitesse de toutes les autres.
| p.186
67
Lorsqu’une étoile épuise son carburant, elle peut passer conditionnellement au stade de combustion suivant. Pourquoi des températures plus élevées sont-elles alors nécessaires et quelles conditions générales cela impose-t-il à la masse de l’étoile ?
Les réactions impliquées doivent vaincre des barrières coulombiennes de plus en plus élevées au fur et à mesure que les noyaux participants sont plus gros.
Elle dois avoir une masse assez élevée pour que la contraction gravitationnelle, qui était contenue par la pression de rayonnement résultant de la combustion, peut parvenir à augmenter la température.
| p.188
68
Dans une réaction de fusion artificielle se produisant sur Terre (par ex. dans une bombe thermonucléaire), le nombre de neutrons et de protons est-il rigoureusement le même avant et après la réaction ? Pourquoi ?
**Car uniquement l'interraction faible (donc pas de transformation de neutron en proton(vise versa))**
Si Libre uniquement : +3 neutrons +2 protons donc non!
Si incluant Deuterium et tritium : +5 neutrons et + 5 protons donc oui!
Si incluant tout : equal duh !
| p.190
69
Quel phénomène physique est l’objet de l’accord théorie-expérience le plus précis de toute la
science ?
Le facteur g du **moment magnétique** de l'électron lié à son *spin*.
70
Qu’est-ce qu’une particule virtuelle ?
Une **fausse** particule qui joue le rôle d'un intermédiaire dans les interactions entre les particules.
71
Quelle est la relation entre la portée d’une interaction et la masse du boson intermédiaire qui lui sert de particule virtuelle ?
La portée d'une interaction est plus petite si la masse du boson intermédiaire est *très grande*.
| p. 220
72
Si un particule a une vie moyenne 𝜏, quelle est l’incertitude sur sa masse ?
𝜏∼ ℏ/mc^2.
| p. 208
73
Comment a-t-on conclu que le muon (ou méson 𝜇), découvert en 1936, n’était pas la particule que Yukawa avait prédite comme boson intermédiaire de l’interaction forte ?
Parce que la particule interagit faiblement avec la matière nucléaire et qu'elle se désintègre avant l'interaction.
74
Définissez les termes suivants : hadron, baryon, méson, lepton.
**Hadron** particules qui sont sujettes à l'interaction nucléaire forte (*proton, neutron, pion*)
**Baryon** hadrons formés des particules de spin demi-entier (*proton, neutron*)
**Mésons** hadrons formés des particules de spin entier (donc des bosons) ((*Pion*))
**Leptons** particules qui ne sont pas sujettes à l'interaction nucléaire forte (*électron, muon, neutrino*)
75
Qu’est-ce qui fait que les particules dites étranges sont inhabituelles ?
L'interaction responsable de leur désintégration est l'interaction **faible**.
76
Les quarks ne peuvent pas exister à l’état libre, individuel. Quelles sont les deux type de combinaisons de quarks qui peuvent exister alors ?
* 3 quarks
* 1 quark et 1 antiquark
77
Qu’est-ce que le principe du confinement de la couleur ?
Tous les objets physique visibles ne peuvent pas avoir de couleur, c'est-à-dire *neutres* en couleur ou *blancs*.
78
Qu’entend-on par liberté asymptotique ?
Comportement des *quarks* à la suite d'un très grand transfert de **quantité de mouvement** comme des particules *quasi libres*.
79
Essayez de reproduire, de mémoire le tableau des particules élémentaires du modèle standard.
| p. 219
80
Qu’est-ce que la chromodynamique quantique ?
La théorie qui décrit l'interaction forte en fonction de la couleur.
81
Quelle est la charge électrique totale des particules d’une même famille ? Pourquoi cette valeur est-elle importante, en relation avec la mer de Dirac ?
La somme des charges électriques de chaque famille est **nulle**. Cette valeur est importante pour que l'univers soit neutre à l'état fondamental. (Les charges dans les familles respectives s'annulent)
| p. 218
82
Qu’est-ce que l’hélicité d’une particule ? Dans quel cas ce concept est-il utile, en particulier indépendant du référentiel ?
La projection du **moment cinétique** d'une particule le long de sa vitesse. Elle est utile car il est impossible de se placer dans le *référentiel* d'une particule de **masse nulle**.
83
Qu’est-ce que la mécanisme de Higgs permet d’expliquer ?
L'origine de la **masse des fermions** et celle des ***W*** et ***Z***.
84
Lors de processus régis par l’interaction forte (la QCD), le nombre de quarks d’une saveur donnée (les antiquarks comptent négativement dans ce décompte) peut-il changer ?
Non, la saveur est **toujours** conservé par la **QCD** et l'interaction **électromagnétique**, mais **pas** par l'interaction **faible**.
85
Nommez les trois interactions fondamentales et les bosons intermédiaires qui leur sont associés.
1. **L'électromagnétisme** (*photon*)
2. **L'interaction forte** (*gluon*)
3. **L'interaction faible** (***W*** et ***Z***)
86
Une seule interaction agit sur tous les fermions du modèle standard. Laquelle ?
L'électromagnétisme.
87
Comment définit-on les nombres leptoniques 𝐿𝑒, 𝐿𝜇 et 𝐿𝜏 ? Quelle est la propriété essentielle de ces quantités ?
Les nombres leptoniques sont les nombres de **leptons** de chaque famille. Ces quantités sont **strictement** conservées par toutes les interactions.
88
Dessinez un diagramme représentant la désintégration du neutron via un échange de 𝑊 virtuel.
| p. 221
89
Dessinez un diagramme représentant la collision de deux électrons via un échange de photon virtuel.
| p. 209
90
Qu’est ce que l’opération de parité ? Est-ce une symétrie parfaite ? Sinon, qu’est-ce qui, dans le modèle standard, brise cette symétrie ?
La *parité* (symbole *P*) est une **transformation** qui remplace l'espace par ce qui serait aperçu dans un **miroir**. Les **interactions faibles** sont responsables de l'*asymétrie*.
91
La combinaison de symétries 𝐶𝑃 est-elle parfaite ?
La combinaison de la *parité* (*P*) et de la *conjugaison de charge* (*C*) est une symétrie *presque* parfaite, présente dans la différence dans **le taux de désintégration** de certaines particules.
92
Qu’est-ce qu’un synchrotron ?
Un accélérateur de particules basé sur le potentiel électrique qui prend compte du facteur relativiste des particules.
93
Demo effet compton
94
94
94
94
94
94
94
95
95
95
