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   Catégorie : matière et particules
Mise à jour 3 avril 2015
  constituants de la matière, les neutrinos

Image : Quatre de ces particules élémentaires suffiraient en principe pour construire le monde qui nous entoure : les quarks up et down, l'électron et le neutrino électronique. Les autres sont instables et se désintègrent pour rejoindre ces quatre particules.
Les sources de neutrinos dans la nature sont la Terre, l'atmosphère, le Soleil, les supernovæ, les réacteurs nucléaires et l'être humain via les quelques mg de potassium radioactif qu'il contient. Un être humain émet ≈340 millions de neutrinos par jour.

    
  Radioactivité beta

Image : exemple de désintégration bêta, pour l’isotope radioactif cobalt 60 (60Co). Un noyau de cobalt 60, contient 33 neutrons (en gris) et 27 protons (en rouge), il présente un excès de 6 neutrons. Un neutron va se transformer en proton. Le noyau de cobalt 60 devient plus stable et se transforme en nickel 60 (60Ni+) avec 28 protons (1 de plus) et 32 neutrons (1 de moins), mais toujours 60 nucléons. Lors de la désintégration, deux particules sont créées, un électron et un antineutrino électronique. Il existe deux variantes de radioactivité bêta, la radioactivité bêta moins, comme ici avec le cobalt 60 qui se transmute en nickel 60 avec émission d'un électron et la radioactivité bêta plus qui émet un positon et un neutrino électronique.

Un phénomène en physique est une observation qui montre comment un système physique ou un corps physique interagit avec l'environnement (comment il se transforme, comment il se met en mouvement, comment il change d'état, comment il modifie sa température, etc.).
En générale, il n'y a pas de modification de la nature du corps physique cela concerne plutôt la thermodynamique du corps. C'est à dire la façon dont le corps physique va échanger de l'énergie avec l'environnement, comment il va réagir sans altération.
Quelques exemples de phénomènes en physique :
- Une pile va interagir en transformant de l'énergie chimique (réaction chimique entre deux substances) en énergie électrique (la nature de la pile ne change pas, la pile reste une pile).
- Un moteur électrique va interagir en transformant l'énergie électrique (déplacement d'électrons) en mouvement (le moteur reste un moteur).
- Un cyclone va interagir en transformant de l'énergie calorifique (la chaleur de l'océan) en mouvement (vortex des masses d'air).
- Une éolienne va interagir en transformant un mouvement (déplacement des molécules d'air) en énergie électrique (rotation d'une bobine magnétique qui elle-même transforme son énergie en énergie électrique).
- L'eau qui boue dans une casserole va interagir en dissipant au mieux l'énergie calorifique, au début elle diffuse progressivement l'énergie par conduction (les molécules d'eau s'échauffent de proche en proche), ensuite elle va diffuser son énergie par convection (les molécules d'eau s'agitent de plus en plus), et enfin l'eau s'évapore mais l'eau reste de l'eau, elle change simplement d'état.
Le lepton est une particule élémentaire sur laquelle la force nucléaire forte n'a pas d'influence. L'électron, le positon et le neutrino sont des particules de faible masse regroupées sous le nom de lepton, qui en grec signifie [léger]. Les leptons sont des fermions (briques de base de la matière), c'est à dire des particules de spin 1/2. Les leptons chargés sont l'électron et le positron, le muon et son anti-particules, le tauon et son anti-particules. Dans le modèle standard de la physique des particules, il existe douze saveurs de fermions élémentaires : six quarks et six leptons. Les quarks contrairement aux leptons, interagissent par l’intermédiaire de l’interaction forte. L'électronvolt (symbole eV) est une unité de mesure d'énergie ou de masse. Sa valeur est définie comme étant l'énergie cinétique acquise par un électron accéléré depuis le repos par une différence de potentiel de 1 volt. Un électron-volt est égal à environ : 1 eV = 1,602 176 565(35) × 10-19 joule (J). D'après la relativité restreinte E = m·c2, on déduit : 1 eV/c2 = 1.783 × 10-36. La masse de l'électron est de 511 keV/c2, celle du proton de 938 MeV/c2 et celle du neutron est de 940 MeV/c2. Un électron est un constituant fondamental de la matière.
Autour d’un noyau, certaines régions sont dépeuplées d’électrons alors que d’autres régions en fourmillent. Les lois de la mécanique quantique permettent de faire la distinction entre ces régions. L'électron possède une charge électrique de signe négatif considérée comme indivisible, e = 1,59 x 10-19 coulomb et une masse m = 9 x 10-28 gramme.
Un électronvolt, eV = 1,602 x 10−19 Joule.
L'électron est la première particule élémentaire mise en évidence dans de nombreuses expériences entre la fin du XIXe siècle et le début du XXe.
Lorsque le neutrino traverse la matière, sa propriété (saveur) est modifiée. L'oscillation du neutrino est un phénomène de la mécanique quantique, selon lequel un neutrino apparu avec une certaine saveur leptonique (électronique, muonique ou tauique) peut plus tard obtenir une saveur différente. Théoriquement, un neutrino pourrait osciller dans ces trois saveurs.
           
           
 
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