• JC Duval

Qu'est ce qui lie les nucléons entre eux ?


Heuuu ... et bien les pions qui sont des mésons formés d'un quark et d'un anti-quark !


 

Les pions

La force nucléaire qui agit entre les nucléons n'est qu'un effet secondaire de l'interaction nucléaire forte qui agit entre les quarks par l’intermédiaire des gluons. Il ne peut pas y avoir d'échange de gluons entre les nucléons puisqu'ils n'ont pas de charge de couleur, ils sont ‘blancs’. Ainsi, les nucléons s'attirent dans le noyau atomique en échangeant des pions.

Les pions sont des mésons. Ils sont formés d'un quark et d'un anti-quark.

Les pions sont des mésons et sont formés d'un quark et d'un anti-quark.

Il existe trois formes de pions :

- pion chargé positif pi+, formé d'un quark-up et d'un antiquark-down  dont la charge électrique est +1 (+2/3 +1/3).

- pion chargé négatif pi-, formé d'un quark-down et d'un antiquark-up dont la charge électrique est -1 (-1/3 -2/3).

- pion neutre pi0 formé de paires quark-up & antiquark-up ou quark-down & antiquark-down dont la charge électrique est nulle (+2/3 -2/3 = -1/3 +1/3 = 0).

Pions chargés et pion neutre.

Les pions chargés n’interviennent que dans les liaisons proton-neutron ou neutron-proton.

Le pion neutre intervient quant à lui, aussi dans les liaisons proton-proton ou neutron-neutron.

L'échange de pions neutres ne change pas la nature des nucléons alors que l'échange de pions chargés permet à un proton et un neutron de s'échanger leurs natures.

 
L'échange d'un pion positif avec changement de saveur des quarks.

Le schéma représente l'exemple d'un proton et d'un neutron qui interagissent en échangeant un pion positif. Le proton se transforme en neutron en émettant un pion positif, lui-même absorbé par un neutron qui devient un proton.

 

Le noyau atomique est un objet très complexe, qui en plus des nucléons contient aussi des pions sans cesse échangés par ces nucléons.

C'est cet échange incessant qui assure la cohésion du noyau et qui évite que le neutron ne se désintègre en proton par radioactivité β-.


Echange d'un pion neutre entre un proton et un neutron, ce qui ne change pas la nature des 2 nucléons.

Histoire des premiers atomes

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