dN dt

typiquement ~ keV

Phys. Rev. 76, 1624 - 1628 (1949)

C.A. Bertulani

conversion c

dN dt

dN dt

α λ

⎛ ⎞

⎜ ⎟

⎝ ⎠

= =

⎛ ⎞

⎜ ⎟

⎝ ⎠

1

( _{K L} ...)

λ λ = γ + α + α +

coefficient de conversion

interne

2

Émission p ou n nécessite que la masse de l’état initial soit supérieure à l’énergie de liaison d’un nucléon dans l’état final:

exemples:

( ) ( ) ^{( )}

41 40

16 16

41 40

16 16

*

*

( )

i R N

S S n

Q M M M

M S M S M n

→ +

= − +

⎡ ⎤

= − ⎣ + ⎦

(

) ^{( )} (

)

⁽

⁾

⁽

⁾

M Cl +M n =M Cl +S ⇒S = − + − − =

( ) ( ) ^{( )}

41 40

21 20

41 40

21 20

*

*

( )

i R N

Sc Ca p Q M M M

M Sc M Ca M p

→ +

= − +

⎡ ⎤

= − ⎣ + ⎦

s

niveaux rotationnels ⎧⎪

⎨ ⎪⎩

intensité dépend

Désintégrations β

‰ Désintégration faible

⇒ beaucoup moins rapide qu’une désintégration par émission de p ou n

⇒ important si le bilan d’énergie, Q, est insuffisant pour émettre un proton ou un neutron

⇒ (énergie de séparation trop élevée)

( )

( )

1

1

2

:

:

A A

Z Z e

X Y

e

A A

Z Z e

X Y e

e

X Y e

Q M M n p e

X Y e

Q M M m p n e

ν ν

ν ν

β

β

− +

−

+

−

+

−

+

→ + + ⎫ ⎪ ⎬ = −

→ + + ⎪⎭

→ + + ⎫ ⎪ ⎬ = − −

→ + + ⎪⎭

n p

(Très) bref historique de l’interaction faible

‰ Émission β détectée aux débuts de la découverte de la radioactivité

o les électrons émis ne sont pas mono-énergétiques

o Pauli (1927) postule l’existence du neutrino:

ƒ masse ~ 0, charge = 0, spin ½ , pas d’interaction forte

ƒ ils interagissent très faiblement avec la matière ⇒ très difficile à détecter

ƒ masse trop faible pour être mesurée directement (limite obtenue: m _ν < 2 eV ( désintégration du tritium)

ƒ indirectement m _ν ≠ 0 (expériences de SNO, …) n → + p e

:

On observe:

(désintégration à 3 corps)

(Très) bref historique de l’interaction faible

o 1956: neutrinos détectés par Cowan et Reines

ƒ provenant d’un réacteur (désintégrations β)

ƒ piscine d’eau avec CdCl ₂

ƒ recherche de la réaction suivante infructueuse:

ν

108 109 109

| | détection des photons d'annihilation |

détection du retardé (~5 s)

p n e

e e

n Cd Cd Cd

ν

γ γ

γ γ μ

+

+ −

+ → +

→ → ⇒

→ + → → + ⇒

37 37

17 Cl / 18 Ar e

ν + → + ⁻

Conservation du nombre leptonique:

nombre leptonique

+1 - 1 +1 - 1

ν ν

e ⁺ e ⁻

0 0 1 1 0

n p e

ν

↓ ↓ ↓ ↓

→ +

+

− +

=

→

(Très) bref historique de l’interaction faible

‰ Théorie de Fermi (1933)

o nouvelle interaction ponctuelle

ƒ (pas assez d’énergie pour sonder les très courtes distances)

G F

aujourd’hui:

Violation de parité par l’interaction faible

‰ Expérience de Mme Wu

à la suggestion de Lee & Yang

o

Co polarisé:

ƒ spins alignés par un champ magnétique

o mesure de la distribution angulaire des électrons par rapport à la direction du spin

60

5 +

Co

4 +

60 58

5 4

Co Ni e ν

+

−

→

→ + +

1 1 ( )

cos a p a

W E

θ σ

θ + ⋅

+

∼

∼

résultat: a = − 1

e

préférentiellement émis

dans la direction opposée du

spin

hélicité

hélicité: p

h p σ ⋅

=

Grâce à diverses observations (comme et corrélations dans la capture radiative d’électrons), on déduit que:

• les leptons (antileptons) interagissant par interaction faible ont une chiralité négative (positive)

π

μν

seuls les chiralités subissent l'interaction faible seuls les chiralité

négatives positiv

s e s subissent l'interaction faibl e :

, : , e e

h v c h v c ν

ν

− +

→ = −

→ = + pour une masse nulle (neutrino): h = ± 1

( Interaction V-A)

Aujourd’hui:

Modèle Standard (Glashow-Weinberg-Salam) unifie l’interaction faible et l’électromagnétisme en une seule théorie

(chiralité = hélicité pour une particule de masse nulle)