Potentiel proton-proton
Publié : 01 avr. 2012 10:50
Suite à la discussion de vendredi sur l'effet tunnel dans la réaction de fusion entre deux protons, je me suis lancé dans la représentation de l'énergie potentielle de ce système, en fonction de la distance r entre les deux protons.
Cette énergie potentielle est la somme de deux termes :
- Une terme de Coulomb qui représente la répulsion électrostatique entre les deux charges positives, de portée infinie.
- Un terme d'interaction nucléaire forte, attractif à très courte portée (quelques femtomètres), qui peut être représenté par un potentiel de Yukawa du type -exp(-r)/r.
Sur la courbe totale, on retrouve bien une barrière de potentiel à courte distance. Si l'énergie des deux particules est inférieure à cette barrière, elles peuvent toutefois la traverser par effet tunnel : en mécanique quantique, même en-dessous de cette barrière, une système a une probabilité non-nulle de se retrouver de l'autre côté. Si tel est le cas, le système tombe dans le puits de potentiel attractif, et les deux particules se retrouvent liées.
Sur le schéma, l'échelle verticale est arbitraire, car je n'ai pas trouvé de valeur précise pour les constantes de l'interaction forte.
Cette énergie potentielle est la somme de deux termes :
- Une terme de Coulomb qui représente la répulsion électrostatique entre les deux charges positives, de portée infinie.
- Un terme d'interaction nucléaire forte, attractif à très courte portée (quelques femtomètres), qui peut être représenté par un potentiel de Yukawa du type -exp(-r)/r.
Sur la courbe totale, on retrouve bien une barrière de potentiel à courte distance. Si l'énergie des deux particules est inférieure à cette barrière, elles peuvent toutefois la traverser par effet tunnel : en mécanique quantique, même en-dessous de cette barrière, une système a une probabilité non-nulle de se retrouver de l'autre côté. Si tel est le cas, le système tombe dans le puits de potentiel attractif, et les deux particules se retrouvent liées.
