Nombre baryonique

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Présentation[modifier | modifier le code]

En physique des particules, le nombre baryonique est un nombre quantique invariant. Il peut être défini comme le tiers de la différence entre le nombre de quarks et le nombre d'antiquarks dans le système :

B = \frac{N_q - N_{\overline{q}}}{3}

N_q \ est le nombre de quarks, et
N_{\overline{q}} est le nombre d'antiquarks.

Explication[modifier | modifier le code]

Pourquoi prendre le tiers ?

D'un point de vue pratique, cela permet de faire correspondre le nombre baryonique au nombre de nucléons (protons et neutrons, tous deux constitués de trois quarks). Or, ces particules ont été connues bien avant, et sont plus familières que les quarks. Mais il y a mieux : un nombre baryonique non-entier signifie d'un assemblage qu'il ne peut pas exister.

En effet, d'après les lois de l'interaction forte, il ne peut pas y avoir de particules colorées nues, c'est-à-dire que la charge de couleur d'une particule doit être neutre (blanche). Ceci peut être obtenu soit en assemblant un quark d'une couleur avec un antiquark de l'anti-couleur opposée, ce qui donne un méson de nombre baryonique nul ; soit en combinant trois quarks chacun d'une couleur différente, ce qui donnera un baryon de nombre baryonique 1, ou trois anti-quarks donnant un anti-baryon de nombre baryonique -1. Il pourrait éventuellement exister une dernière possibilité consistant en 4 quarks et un anti-quark qui formeraient un pentaquark de nombre baryonique 1. La division par trois se justifie donc par le fait que la somme des quarks moins les antiquarks d'un système est toujours divisible par 3.

Conservation[modifier | modifier le code]

Le nombre baryonique est conservé dans quasiment toutes les interactions du modèle standard, la seule exception pourrait résider dans l'anomalie chirale (en). Cette notion de conservation signifie ici que la somme des nombres baryoniques de toutes les particules initiales est la même que pour l'ensemble des particules après l'interaction.

Application à la physique nucléaire[modifier | modifier le code]

Dans le cas de la physique nucléaire, le nombre baryonique s’apparente au nombre de masse A qui correspond au nombre de nucléons présents dans un noyau.

Perspectives de violation[modifier | modifier le code]

Dans certaines théories candidates à la grande unification, il y a une non-conservation des nombres baryoniques et leptoniques.

Un signe de cette non-conservation serait la désintégration du proton. Pour le moment, cette désintégration n'a jamais été observée. Aussi, on attribue au proton une demi-vie supérieure à 1033 ans. Ce qui signifie que cette désintégration peut parfaitement être un phénomène possible tout en étant trop rare pour avoir été observée.

Articles connexes[modifier | modifier le code]