Reprise du message précédent :
Certes, mais prédire l'existence d'un "ilôt de stabilité" au delà de l'élément 120, ou prédire étant donnés les éléments voisins et le fait qu'un noyau est "magique", qu'il aura une stabilité plus grande d'un ordre de grandeur que ses voisins et ce genre de choses, ça reste "à la grosse" et c'est pas vraiment explicatif.

Par contre, tu dis "quand le mecanisme principal est via l'interaction forte ca doit etre complique car elle se prete mal aux methodes classiques d'approximation.", est-ce que ça veut dire qu'on a un modèle pour la période radioactive en fonction du nombre de neutron et proton, mais qu'en réaliser le calcul effectivement est trop compliqué, pour des simples raison de méthodes mathématiques inadéquates ?

Si on ne parvient pas à calculer la période radioactive précise d'un isotope, dont la précision ne dépendrait que de la précision avec laquelle on connait les différentes constantes fondamentales impliquées, est-ce parce qu'il nous manque quelque chose de fondamental, d'ordre explicatif sur d'où proviennent ces différentes valeurs pour différents isotopes, ou est-ce juste dû à une limite de nos méthodes de calcul et rien d'autre ?

Je ne m'y connais pas des masses en atomistique    
 
Mais a priori je vois mal quels pourraient etre les obstacles *theoriques* fondementaux. Pour moi le probleme clairement celui du calcul. L'interaction forte, contrairement aux autres, ne peut s'etudier par la methode des perturbations car les termes correcteurs sont de plus en plus grand au lieu de diminuer. On a donc beaucoup de mal a faire des calculs en QCD, ne serait-e que demontrer le confinement des quarks.
 
Ceci dit, a l'echelle du noyau, l'interaction forte se reduit a une interaction de Yukawa portee par les mesons, donc ca doit etre plus accessible  

J'imagine que les mesons sont faites avec le mur de Planck

Nan, les mésons ce sont les vecteurs de communication téléphonique des extra-terrestres

Tiens à propos de mesons, je dois faire avec des collégiens l'histoire de la découverte de l'atome.

On commence bien sur avec l'antiquité grecque où les gens de l'époque avaient déjà bien senti en parlant de l'atome (indivisible) qu'il existait un niveau minimal à la matière. On découvrira plus tard qu'ils n'étaient pas allés assez loin. Du coup, je me tâte à placer le mot "particules élémentaires", mais il me semble bien que les protons et neutrons n'en sont pas, strictement parlant.

Est-ce qu'il existe un terme global qui décrit le niveau électron, proton, neutron ? L'article wiki sur le sujet ne me semble pas aller dans ce sens, mais on sait jamais ?

particules atomiques

Particules subatomiques (même si ça englobe avec tout le bordel d'à côté) ?

Bonne idée particules subatomiques
 
Y a un bouquin (ou chapitre de) recommandé sur le sujet ?

Tu compte aussi leur dire que les e-, les protons et les neutrons sont eux-mêmes constitués de sous briques élémentaires ?

pas les e- justement

 
Marrant je suis un cours de PhyQ/PhyNuc ce semestre et on est a peu près au moment ou on définit les noyaux stables/instables et on va bientôt passer aux émissions radioactives...
je me posais aussi la question il y a pas si longtemps. je poserai la question a la prof
 
Pour le moment on sait juste dire si un atome est stable ou non en fonction des niveaux d’énergies.

Franchement, au collège, tu en as 1/100 qui plus tard fera des sciences jusqu'à ce niveau, et si ils se souviennent que tu avais dit particule élémentaire (il doit plus en rester beaucoup) auront alors assez de capacité intellectuelle pour comprendre que tu avais englobé les particules pour simplifier le cours.

Non.  
 
Je veux juste souligner le fait qu'on est revenu sur la conception initiale de l'"atome", sans aller plus loi que électron/proton/neutron.

C'est vrai.  
 
Mais en même temps, ça ne fait pas de mal d'essayer de rester rigoureux dans l'expression  

 
A priori, tu auras forcément la question (enfin si tu arrives à rendre le cours un minimum intéressant)

Si la question est posée, oui, je pourrai le dire en effet, mais je ne prévois pas d'introduire cet aspect là moi-même.

 
En effet

Mais sinon, pour en revenir à ma question précédente, ça veut dire que par exemple, même pour des isotopes très simples comme l'Helium 4, on ne le classe comme "stable" qu'en vertu du fait qu'on n'a observé aucune radioactivité pour cet isotope (mais il pourrait très bien être radioactif avec une période très longue) ? On n'a aucun calcul qui permet de le "déduire" ?

 
ça doit être très différent selon le type de radioactivité (alpha : interaction forte, beta : interaction electrofaible), donc peut être qu'il n'y a pas de résultats dans les deux cas.
en tout cas c'est marrant parce que je me posais vraiment la même question;
et j'étais tombé sur ça en cherchant : http://arxiv.org/abs/nucl-th/0703086 (radioactivité alpha, Z > 100)
 
pas eu le temps de le lire en détails, mais ça a l'air d'être un bon début.

Le terme consacré pour neutrons et protons est nucléon. Ce ne sont pas des particules élémentaires, elles sont constitués de 3 quarks.

hum non je ne pense pas, on peut par exemple avoir la courbe d'energie des differents isotopes.
On a vu ca mardi: pour un A(=N+Z) constant (isobars)

tu as une grosse influence de la parité du nombre de neutron/protons. selon si tu es pair/pair, impair/impair ou pair/impair tu as des courbes comme cela:

http://physics-database.group.shef [...] html#fig10

(en ordonnée la différence de masse = énergie de liaison du noyau, en abscisse le nombre de proton pour A constant)

qui indiquent que les isobars sont instables si ils peuvent se "transformer" a A constant vers un autre élément (via un beta+ ou beta- selon le cote) qui est plus stable.
Et a priori si le trajet est possible (flèche vers le bas)=> le noyau est forcement instable. mais pas d’indication sur la demie vie avec ça.

dans le cas du schéma de droite il y a deux courbes d’énergie parce que l’énergie de liaison dépend de la parité de A => si A est pair pour un Z donné, ça veut dire qu'en changeant un neutron en proton ou l'inverse tu va passer d'une situation pair/pair ou impair/impair a une situation pair/impaire qui a une courbe d’énergie différente. Alors que si A est impair tu as forcement une situation impair/pair ou pair/impair => 1 seule courbe a gauche.

edit: il y a aussi la capture d'e- qui rentre en concurrence avec le b+ comme reaction possible. visiblement ca a l'air de se faire lorsque la différence d’énergie de liaison entre 2 isobars est faible)

 
On peut voir aussi que l’énergie de liaison des nucléons passe par un maximum, pour le fer, puis diminue. Ce graphe montre par exemple l'extreme stabilite de 4He, qui n'est autre que la particule alpha de la radioactivité. La raison est que dans cette particule, on a à la fois symétrie de spin (haut/bas) et d'isospin (neutron/proton).

il y a un truc que j'ai pas bien compris avec ce graph : en abscisse c'est A, mais quand tu établis l'allure générale  de cette courbe avec les differents effets (volumique/surfacique/coulomb/symétrie...) tu justifie que lorsque A augmente Z augmente aussi en // (ce qui donne l'effet de baisse lorsque A devient grand a cause de l'interraction coulombienne)
Sauf qu'en theorie tu peux garder Z contant et augmenter A autant que tu veux (of course ca ne va pas donner de noyau stable au final). mais ca vut dire que dans le graph avec la variation de A il y a une variation de Z qui est implicite et n'aide pas a la comprehension je trouve.
 
Dans le lien que j'ai cite il y a ce graph en 3D qui donne une idee de ce que je veux dire:
 

 
la courbe que tu postes c'est juste une tranche du graph 3D juste au dessus ou bien? On considère un ratio Z/N fixe?

Les isotopes sont indiqués sur la courbe. Je ne suis pas sûr d'avoir compris ta question ?

ben en abscisse tu as A constant, mais quel est le critère pour choisir Z et donc l'isotope considéré pour placer l’ordonnée?

Plusieurs isotopes d'un même élément sont indiqués. Tu as le choix  

oui mais c'est l'inverse que je veux dire: pour un A contant tu peux avoir plusieurs isobars stables par exemple(donc des Z differents).
http://en.wikipedia.org/wiki/Isoba [...] %29#even_A

ce qui engendrerait plusieurs points a la même abscisse. Le seul choix de A constant ne suffit pas a préjuger de quel isotope va être en bout de chaine

Je suppose que c'est juste un choix arbitraire fait pour avoir une seule courbe avec les isotopes les plus communs, mais a chaque fois la courbe est présentée comme LA courbe des énergies de liaison en fonction de A. alors qu'il en existe tout un tas qui ne sont pas représentés sur la courbe et j'ai du mal a saisir le critère retenu parce qu'il n'est jamais expliqué.

ok, wiki a l'air de qualifier ca comme etant un graph des "common isotopes"  
http://en.wikipedia.org/wiki/File: [...] otopes.svg
 
 
 
mais par exemple, lorsqu'on liste la contribution des effets avec un graph du genre:

le fait d'augmenter A n'est pas une condition suffisante pour augmenter Z et donc augmenter la répulsion entre protons. (idem pour l'asymétrie, mais sa contribution est moindre au total. ).
Il faut a la fois A et Z pour évaluer ces termes dans le cas général mais je suis d'accord qu'en pratique ben le ratio Z/N des isotopes stables est a peu près constant et donc si A augmente=> Z augmente.

Ah ok je vois ce que tu veux dire maintenant. En première approximation ca ne change pas beaucoup l’énergie de liaison moyenne car l'interaction forte est la même enter tous les nucléons : N<->N = N<->P = P<->P. Bien sûr les effets électromagnétiques viennent ensuite se superposer là dessus.

 
 
Je reviens la dessus, je viens d'avoir un cours sur le sujet et je peux repondre en partie a ta question.
Je peux te donner une théorie qui prédit la période d’émission des particules alpha pour un noyau lourd (et qui explique meme pourquoi on emet en preference des particules alpha(Helium-4) plutot que d'autres (carbone-12, oxygene-16, ou meme fission spontanée)
 
Grâce a M. Gamow: http://fr.wikipedia.org/wiki/George_Gamow
 
 
L’idée: On imagine que la particule alpha est déjà pre-construite dans le noyau et est plongée dans le puit de potentiel du noyau fils (force nucléaire qui assure la stabilité du noyau et attire les nucleons). Tu peux deduire avec la difference de masse l'energie qui sera liberee par la reaction in fine. on note cette energie Q.
 
avec un schema c'est plus lisible:

-U c'est le puit de potentiel du noyau fils
B c'est le niveau de la barriere coulombienne qu'il faut vaincre pour s'echapper du noyau
R c'est le rayon du noyau pere (ou fils. je ne sais plus trop )
b c'est la distance a partir de laquelle Q=V_coulomb
 
Ce qui se passe: dans le noyau la particule alpha est dans le puit de potentiel => solution en sin(k2r) (k2=sqrt(2*masse_reduite*(Q+U)/hbar) )
Elle a un puit de potentiel a vaincre: en physique classique la particule alpha ne passera jamais. En PhyQ il y a l'effet tunnel qui indique qu'il y a une certaine probabilité de passer quand même.
Le reste c'est juste du calcul pour calculer la probabilité de passer la barrière:
 
Finalement la probabilité s'exprime comme ceci:
P_t=exp(-2G)
 
avec G le facteur de Gamow:
ou encore:
 
 
Pour obtenir lambda il faut prendre en compte le nombre de fois/seconde que la particule alpha va rencontrer la barrière coulombienne et tenter avec un jet de dé de sortir du noyau:  
f= velocity/R
(et tu sais que l’énergie cinétique de la particule dans le puit de potentiel c'est (Q+U)=0.5*m_alpha*v^2)
 
 
finalement, en prenant l'exemple de l'uranium-238:
f=5 x 10^21 /s
P_t=exp(-88)=6 x 10^(-39)
 
et lambda = 3 x 10^(-17) /s
et la demie vie tau donne environ 10^9 années.
 
la demie vie mesurée pour U-238 est 4.5 x 10^9 années... on est pas si loin avec un modèle assez simple finalement une fois que l’idée de départ est posée.
 
 
maintenant j'ai pas posé la question a la prof mais je ne sais pas si il existe des théories plus poussées/précises avec des corrections etc... Je suppose que oui, et le site que j'ai utilise pour les illustrations semble donner quelques pistes en bas de page:
http://ictwiki.iitk.ernet.in/wiki/ [...] lpha_Decay
 
Pour les radiations beta il faudra attendre le prochain cours

voir l'article que j'ai cité..

il concerne les atomes Z>100. pour l'uranium Z=92 par exemple

le jour où on m'a parlé d'électrons, particules élémentaires indivisibles, pour la 1ere fois au collège j'ai toute de suite levé la main pour demander ce qu'on faisait des quarks donc apprête toi à avoir un chieur dans le groupe

A noter au passage que la courbe d'énergie de liaison par nucléon (courbe d'Aston) devrait être présentée dans l'autre sens. La noyau de fer est celui qui est au minim

euh pourquoi?

Bah parce que ça représente un minimum d'énergie, un état vers lequel les autres noyaoux "tendent" (au sens où pour aller vers cet état, il libèrent de l'énergie -> grossièrement fusion avant le fer et fission au delà).

Sinon merci pour la réponse partielle. Mais je crois que de toutes façons, mon idée de base n'est pas réalisable

oui mais c'est pas ce qui est tracé. Ça représente l'energie/nucleon qui lie les nucléons entre eux pour chaque noyau. Et c'est bien une courbe avec un max et pas un min.
Ça représente aussi l’énergie a apporter pour séparer un nucléon du noyau => cette quantité est max pour les noyaux les plus stables (genre le Fer)

 
Oui on peut toujours l'interpéréter comme ça    
 
Mais comme  c'est marqué "énergie de liaison", on se représente les noyaux du pic du fer comme ayant "beaucoup d'énergie".  
 
Non, non et non    

Est-ce que quelqu'un aurait sous la main cet article de "Que Choisir" ou "60 millions de consommateurs" qui explique que l'eau de contrex n'est pas potable ?