Q1.GÉNÉRALITÉS sur les PARTICULES

gravitation et particules

Pour des particules non chargées

q' = j*.G       et    G' = (h.c.G)1/2

q'(J/kg)= potentiel gravitationnel

j*(kg/m-sr)= potentiel de Yukawa (gravitationnel induit) (1,347.1027 kg/m-sr)

G(m3-sr/kg-s²)=constante de gravitation(8,385.10-10 m3-sr/kg-s²)

G’(m3/s²)= FLUX d’induction gravitationnel

c(m/s²)= constante d'Einstein (2,99792458 .108 m/s)

h = moment cinétique quantifié, dit Dirac h, valant 1,054.10-34J-s/rad

 

 Pour des particules chargées

g' = (K.G / ζ ')1/2

4?' =(G / (?'o)1/2 ou 4?' =(G.?o)1/2

où g'(C/kg)= rapport gyromagnétique d’une particule dans ce milieu

K = constante numérique dépendant de la particule

?o(m-sr/F)= inductivité du vide (1,129409068.1011 m-sr/F)

(et ?0 son inverse, la permittivité = 8,854187817.10-12 F/ m)

 

Constante de couplage(ag) en gravitation particulaire

ag= m1.m2.G/ h.c.Ω

met m2(kg)= masses des particules

h(J-s)= constante de Planck (6,62606876.10-34 J-s)

c(m/s)= constante d'Einstein(2,99792458 .108 m/s)

Ω(sr)= angle solide (4p stéradians)

Numériquement, la constante de couplage en gravitation est a~ 4,6.10-40  (un peu variable selon les types de particules)

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hypercharge

Une charge baryonique (une masse) peut, au moment de sa création, être surchargée par 1, 2 ou 3 autres types de charges qui sont à son affût : une charge électrique, une charge d'impulsion (couleur) et une masse magnétique ampérienne (saveur)

Le mixage (groupage) de ces trois (sur)charges-là avec la masse (baryonique) est dit hypercharge.

Dans le cas des baryons (fermions de Fermi-Dirac) l'hypercharge est faible (électromagnétique) et se formalise sous la relation  Y =2(Q - T3) où Y est le nb.quantique d'hypercharge, Q est le nb. quantique de charge électrique et T3 le nb. quantique de la composante disospin, c'est à dire l'équivalent électrique de l'isospin faible (magnétique)

Par exemple:

-pour le fermion quark u (à hélicité gauche) Y = 1/3 car Q = 2/3 et T3 = 1/2

-pour l'électron (à hélicité gauche) Y = -1 car Q = -1 et T3 = 1/2

-pour le neutrino (à hélicité gauche) Y = -1 car Q = 0 et T3 = 1/2

-pour le neutron Y = 1 car Q = 0 et T3 = -1/2

L'hypercharge est dite fortedans le cas particulier où il y a une charge de couleur (gravitation conjointe) et   une charge électrique)sur le baryon (masse) qui les porte.

 

L'hypercharge et dite faible dans le cas particulier où il y a 2 hypercharges (une charge magnétique et une charge électriquesur la charge baryonique (masse) qui les porte.

 

Dans la théorie des groupes de jauge, on estime en outre que les hypercharges faibles (saveur) répondent à une loi de répartition dite   RELATION de GELL-MANN & NISHIJIKA généralisée   Y =B + C + S

où Y est le nombre quantique d'hypercharge globale, B le nb quantique baryonique, C celui de saveur charmée et S celui de saveur étrange.

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luminosity

Luminosity est un terme anglo-saxon exprimant un débit de fluence de particules dans un collisionneur

dimension L-2.T-1.A-1                           Unité le m-2-s-1-sr-1

Usage effectif (collision proton-proton)  dans la zone des 1039 m2-s-1-sr-1

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paramètres de Debye

-la polarisation de Debye (ou polarisation par orientation ou moment électrique volumique) est la polarisation des molécules à charges polaires permanentes.

Leur moment électrique est parallèle au champ solliciteur extérieur (E)

σ = [Q.l] / V où σ (C/m²)= polarisation électrique de Debye, en un point d’un corps diélectrique [Q.l] (m-C) est le moment électrique coulombien Mé du dipôle en ce point

V(m3)= volume du dipôle de longueur (l) et chargé de Q(C)

 

 

-l'écrantage de Debye

l'écrantage est une gêne (entraînant atténuation dans l'interaction entre éléments électriques) dûe à la présence de charges électriques mobiles, qui perturbent la validité de la loi de Coulomb

C'est le cas des plasmas, pour lesquels on utilise alors une formule de Newton-Coulomb aménagée (dite écrantée) pour tenir compte de l'écrantage. On en déduit un potentiel électrique U = (Q.e-Jn.l).(Ω.e0.l) 

où Q est la charge, Ω l'angle solide, e0 la permittivité, Jn le nombre d'onde (de Fermi) et l la distance

 

-le potentiel de Debye 

est un cas particulier de potel. d'induction élect. (dimension L.M.T-3.I-1) dans le domaine particulaire. Il est défini comme le produit (U.expx) où U(V) est le potentiel coulombien causé par des charges sur une charge voisine située à distance moyenne (l) 

et l’exposant  x est = -l / lD  (longueur de Debye)

 

-l'unité le debye

est une unité de moment électrique coulompbien, qui vaut 3,335.10-30 C-m

 

 

-les forces de Debye

sont des forces d'origine électrique intermoléculaire créant une énergie:

ED = (Mé1².g2*+ Mé2².g1* / (W.e0)²/ l6

où Mé1 & 2 sont les moments électriques coulombiens des molécules, W(sr) est l'angle solide dans lequel se fait l'interaction(4p), e0 est la permittivité du vide, g*(F-m²) sont les polarisabilités et l(m) la distance intermoléculaire

 

-la longueur de Debye

est l= [q*².e0.k.T.h*v.Ω]1/2

lD(m)= longueur de Debye

q*(C/m)= charge élémentaire linéique

e0(F/m-sr)= permittivité du vide (8,854187817.10-12 F/ m)

k(J/K)= constante de Boltzmann (1,3806503. 10-23 J / K)

h*v(part/m3)= densité volumique des particules

W(sr) = angle solide d'expression

Exemples >>> pour un arc électrique, lD~ 10-8m

et pour un plasma froid à hydrogène, lD~ 10-5m

 

-le modèle de Debye

exprime la densité des états de la matière solide On définit alors les paramètres suivants:

-la température de Debye(T)= limite de température à la fréquence de Debye

TD = h /k.wD

-la fréquence de Debye(f)= limite de la croissance de la densité d'états

-le nombre de Debye(nD ) = rapport (sans dimensions) entre la longueur de Debye et le diamètre de la sonde qui sert aux mesures

c'est nD = (k.T.e.W / e².h*v)1/2/ ld

avec k(J/K)= constante de Boltzmann (1,3806503. 10-23 J / K)

T(K)= température électronique

e = permittivité

Ω(sr)= angle solide d'ambiance (vaut 4stéradians seulement dans le système S.I.+)

e(C) = charge élémentaire (1,602.10-19 C)

hv*(m-3)= densité volumique de particules)

ld(m)= diamètre sonde

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