typiquement ~ keV
Phys. Rev. 76, 1624 - 1628 (1949)
C.A. Bertulani
conversion c
dN dt
dN dt
γα 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
→ +
= − +
⎡ ⎤
= − ⎣ + ⎦
(
1740) ( ) (
1741)
n n(
27560)
8071(
27310)
7821M 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:
masse ~ 0, charge = 0, spin ½ , pas d’interaction forte
ils interagissent très faiblement avec la matière ⇒ très difficile à détecter
masse trop faible pour être mesurée directement (limite obtenue: m ν < 2 eV ( désintégration du tritium)
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
provenant d’un réacteur (désintégrations β)
piscine d’eau avec CdCl 2
recherche de la réaction suivante infructueuse:
ν
e108 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
e↓ ↓ ↓ ↓
→ +
+
− +
=
→
(Très) bref historique de l’interaction faible
Théorie de Fermi (1933)
o nouvelle interaction ponctuelle
(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
60Co polarisé:
spins alignés par un champ magnétique
o mesure de la distribution angulaire des électrons par rapport à la direction du spin
60
5 +
27Co
4 +
99 925. %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
− +