Particule de Planck

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Particule de Planck
Propriétés physiques
Masse
1,2209 × 1019 GeV.c-2

Une particule de Planck, ainsi désignée en hommage au physicien allemand Max Planck, est une particule subatomique hypothétique, définie comme un minuscule trou noir dont la longueur d'onde de Compton est identique au rayon de Schwarzschild : sa masse est ainsi (par définition) égale à la masse de Planck, et sa longueur d'onde de Compton et son rayon de Schwarzschild sont égaux (également par définition) à la longueur de Planck[1].

Comparé par exemple à un proton, la particule de Planck est extrêmement petite (son rayon est plus petit que la longueur de Planck, qui vaut 10-20 fois le rayon d'un proton) et extrêmement lourde (la particule de Planck vaut 13 trillions de fois la masse du proton).

D'après la loi de Stefan-Boltzmann, l'exitance énergétique du corps noir (puissance totale rayonnée par unité de surface dans le demi-espace libre d'un corps noir) est liée à sa température par la relation :

, où est la constante de Stefan-Boltzmann.

Dans la thermodynamique des trous noirs, cette loi est également respectée pour la radiation de Hawking. Trou noir ou pas, la puissance rayonnée par une sphère de rayon R est donc alors :

.

Lorsque la loi est exprimée en unités de Planck le terme entre parenthèses disparaît, et comme π3≈31, la puissance émise est de l'ordre de .

Sous cette forme, on voit par exemple qu'une unité de l'ordre de la particule de Planck (trou noir de masse de Planck et de rayon la longueur de Planck), qui rayonne à cette température, émet l'équivalent de l'énergie de Planck en une durée de l'ordre du temps de Planck, autrement dit, il se vide de son énergie en un temps qui n'est pas distinguable d'un temps nul, un « instant de Planck».

Autrement dit, une particule de Planck est de dernier instant d'un micro trou noir en train de diffuser son énergie tout en montant sa température, à l'instant où il atteint son rayon minimal (la longueur de Planck) et sa température maximale (la température de Planck). Mais la durée de cet état est alors de l'ordre du temps de Planck, c'est-à-dire essentiellement un instant de Planck.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Csaba Varga, Istvan Diennes et Richard L. Amoroso (éd.), Unified Theories, The Noetic Press, (ISBN 978-0-9678687-7-6 et 0-9678687-7-7), p. 141 (lire en ligne [html])

Voir aussi[modifier | modifier le code]