8: Liaisons et forces de liaison
« De nos jours la théorie des jauges essaie de reconstruire le monde en combinant toujours les mêmes éléments de symétrie unitaire qu’aucune loi générale ni aucun fait physique n’impose. Cette méthode est digne de la théorie des épicycles et non d’une méthode moderne qui se donne des équations sur lesquelles on ne revient pas…La théorie des particules ne possède pas de telles équations, n’a jamais formulé de prévisions vraiment précises et n’est pas parvenue à simplifier sa structure…les idées nouvelles, comme les supercordes ou d’autres, ne fournissent ni prévision ni progrès conceptuel ; d’origine mathématique, elles ne peuvent que changer une marge de manœuvre au prix d’une nouvelle complications »
G.Lochack ( géométrisation de la physique, flammarion P. 252)
Malgré tous les succès expérimentaux remportés par la mécanique quantique, nous sommes entrés dans le 3eme millénaire sans comprendre comment fonctionne un atome, quels sont les principes de liaison qui maintiennent liées entre elles les particules de charges différentes. Nous ne pouvons pas non plus distinguer les mécanismes de la force EM et ceux de la force forte. La question ne semble pas se poser pour la FEM puisque celle-ci est due à la présence des charges contraires des proton et électron. Par contre, la force forte est insensible à la charge électrique et on ne voit pas quel est le procédé qui permet aux neutron et proton de s’associer, pas plus qu’on ne sait pourquoi cette force d’attraction devient brutalement répulsive à une certaine distance.
Nous avons montré que la conservation de l’énergie par la masse implique qu’elle soit continuellement en mouvement. Celui-ci est constitué par la rotation sur elle-même de la particule. Consécutivement on ne saurait chercher ailleurs que dans les caractéristiques des mouvements des particules la cause des effets attractifs ou répulsifs.
1- Moment magnétique, nature positive ou négative de la charge et le spin de la particule.
a) L’existence d’un mouvement de spin a été déduite d’une interprétation stricte du principe d’équivalence masse/énergie. Selon Dirac, l’électron se comporte comme un petit aimant avec un moment magnétique et un moment électrique. La valeur conservée est la somme des moments cinétique et du spin de l’électron. Le spin est doté des doubles attributs cinétique et magnétique. Dirac, en recherchant une écriture relativiste de la fonction d’onde montra que le spin était inclus dans sa nouvelle formulation. Cette fonction devenait une grandeur à quatre composantes et orientations possibles. L’extraction de vérités physiques à partir d’équations respectant des conditions de cohérence formelle, elles mêmes rattachées à des lois fondamentales (symétrie, covariance relativiste, lois de conservation) a fait oublier l’importance du mécanisme et son fonctionnement. Le lien entre le principe de conservation des moments cinétique et magnétique avec celui de conservation de l’énergie n’a pas été précisé.
Quand un muon (-) se désintègre, l’électron émerge de préférence vers la droite de l’axe de spin. Inversement, dans la désintégration d’un muon (+) le positron est émis vers la gauche. Dans l’expérience de Stern et Guerlach, des atomes d’argent traversent un champ magnétique et on obtient deux faisceaux identiques droite et gauche. On attribue à l’atome un moment magnétique pour interpréter cette expérience. C’est l’électron célibataire qui est responsable du moment magnétique du fait de son spin.
A partir de cette notion concrète de sens de rotation, la physique des particules élabora une mathématique du spin dont l’objectif était de comprendre les principes de transmutation et de création des particules. Ceci amena à distinguer, notamment, les particules à spin 1/2 (les fermions) des particules d’échanges ou bosons de spin 1 destiné à justifier et à fonder une nouvelle loi issue de l’analyse du résultat des expériences: la loi de conservation du moment cinétique.
En physique quantique, le moment cinétique intrinsèque représente la moitié du quantum d’action h. La loi de conservation du moment cinétique impose que si dans une transition, ce moment est demi-entier dans l’état initial, il le sera également dans l’état final et toute interaction supposera un multiple toujours entier du quantum d’action.
Cette loi de conservation du moment cinétique apparaît comme une propriété des particules de matière. Si, comme nous le pensons, la conservation de son énergie par la masse implique celle de son mouvement de rotation et si d’autre part, le bilan énergétique doit être le même avant et après la transmutation, il va de soi que l’énergie est transmise intégralement sous forme de mouvement de rotation. En conséquence la loi de conservation du moment cinétique des particules est l’exacte pendant de celle de la conservation de l’énergie par la masse. Ce qui est en effet transmis, c’est une quantité d’énergie qui s’exprime en une quantité de mouvement d’un corps. La particule possédant une rotation de spin, transmet la valeur de son mouvement. La conservation du mouvement cinétique justifie l’exactitude de la théorie qui affirme que la conservation de l’énergie par la masse suppose la conservation de son mouvement de spin. Il va de soi qu’il existe un lien naturel entre la constante de Planck h qui mesure le moment cinétique et l’énergie de masse C² qui donne la mesure de l’énergie de spin (voir chapitre 7)
Pour nous résumer, il semble qu’une grande confusion règne en physique lorsqu’il s’agit de différencier le moment magnétique, la nature positive ou négative de la charge et le spin de la particule. Ces difficultés sont illustrées par le texte suivant :
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Dans les détecteurs, deux particules de charges opposées verront leurs trajectoires courbées dans des sens opposés. . Ainsi, les particules seront déviées en fonction de leurs charges et pourrons donc être différenciées. L’électron possède une charge électrique : son déplacement engendre un courant. Mais il possède également « un spin ». En raison de ce « spin », on peut considérer qu’à l’électron est associée une petite boussole ne pouvant s’orienter que dans deux directions. On parle de spin-up ou spin+(vers le haut) et spin-down ou spin- (vers le bas) et on représente le spin par une petite flèche. Le moment magnétique est associé à la rotation de l’électron sur lui-même en assimilant ce dernier à une sphère chargée tournant autour d’un de ses diamètres. Le spin se représente comme l’axe de rotation de la particule sur elle-même (comme une toupie par exemple). Comme l’aiguille d’une boussole près d’un aimant, le spin d’un électron s’aligne dans la direction du champ magnétique créé par un dipôle. Dans la radioactivité B- l’électron a toujours la même chiralité et la radioactivité B+ avec émission de positron a la chiralité opposée. L’hélicité est dite droite ( + ) ou gauche ( – ) lorsque l’axe du spin est projeté dans la direction positive ou négative de l’impulsion. De ce qui précède on peut en conclure : 1) La charge est déterminée par le sens du déplacement des particules dans un détecteur. Ce sens droite ou gauche dépend absolument du sens de rotation de la particule. En effet, si la particule choisit une direction ou une autre, c’est bien parce que son mouvement interne de rotation détermine son type de réaction relativement à un champ magnétique. Si la charge n’est pas un principe évanescent entourant une particule, il faut établir un lien de causalité étroit en les particularités de son mouvement de rotation, la direction suivie et la nature consécutive de la charge. Ainsi, il apparaît à l’évidence que la nature de la charge est intimement liée au sens de rotation de la particule. 2) Le moment magnétique est associé à la rotation de l’électron. S’il est « assimilé » à une sphère chargée, c’est bien que la charge dépend de cette sphère et que celle-ci est en rotation. Cela signifie qu’effectivement le moment magnétique et la charge dépendent du mouvement interne de la particule. De là il faut conclure également que le principe qui commande à la charge et au moment magnétique relève d’un même mécanisme. 3) Moment magnétique : la gravitation d’un électron autour du noyau est équivalente à des courants électriques qui transforment l’atome en un petit aimant que l’on peut caractériser par son moment magnétique M ( M = evr°) Le moment cinétique orbital = mvr° par conséquent le moment magnétique est relié au moment orbital. Le proton aura un moment magnétique positif et l’anti-proton négatif. Le moment magnétique du neutron est également négatif. Particules et anti-particules se distinguent dont par des moments magnétiques de signes contraires 4) Le spin est l’axe de rotation de la particule sur elle-même mais également le sens de cette rotation. Une confusion règne quant à la nature du spin tantôt assimilé à l’axe de la rotation, tantôt au sens de cette rotation. Il ne fait pas de doute que les particules tournent sur elles-mêmes et on a défini un sens de rotation qui est désormais quantifié : la direction : +1/2 dans le sens des aiguilles d’une montre (droit autour de la direction de leur mouvement) et -1/2 dans l’autre sens c’est-à-dire orienté le long ( + ) ou en travers ( – ) de la direction du champ magnétique. Ainsi le spin, le moment magnétique, la charge de la particule sont bien liés à la rotation de la particule et au sens de celle-ci. 2- L’exemple du positronium La physique quantique décrit ainsi l’annihilation du positronium : Il faut que deux photons soient émis lors de l’annihilation d’un positronium. En effet, le positron et l’électron ont un spin 1/2. Si leurs spins sont antiparallèles, leur somme est nulle et le positronium a un spin zéro. Dans le cas de spins antiparallèles l’annihilation en 2 photons est possible (car le photon a un spin 1 et comme les spins des 2 photons sont anti-parallèles, ils se compensent. Le spin et l’impulsion totals sont égal à zéro, comme dans le positronium initial). Au contraire, si les spins sont parallèles, le positronium à un spin 1; or il est impossible d’avoir un spin total pour les deux photons égal à 1. Dés lors 3 photons sont émis mais le processus est moins probable. Il faut savoir que les procédés de calcul reposent sur les postulats numériques suivants : Particules de spin 1/2 1/2 + 1/2 = 1 = 2 spins parallèles 1/2 + ( -1/2 ) = 0 = 2 spins antiparallèles a) L’annihilation semble normale et plus fréquente si les spins sont antiparallèles comme si leur sens de rotation ressemblait à celui de deux roues dentelées tournant en sens inverse l’une de l’autre. Ce procédé mécanique facilite le processus de rapprochement entre particules de spins contraires et le rend plus difficile dans l’organisation inverse. Or, l’annihilation qui produit deux photons à partir d’une particule et son antiparticule de spins antiparallèles, peut être rapprochée de la création à partir d’un photon qui donne un positron et électron ayant des spins de direction contraire. La loi de conservation du moment cinétique est réversible (création/annihilation). On en déduit que si la création a pour effet d’engendrer deux particules à direction de spin différente, leur annihilation devrait être facilitée si la configuration de leur spin est identique. En effet, il nous semble qu’on doit trouver au moins un principe commun, un procédé, qui gouverne annihilation et création de matière. b) L’antiparallèlisme du spin des photons n’est absolument pas comparable à celui des particules. Dans un cas, les photons s’éloignent dans une direction diamétralement opposée selon un mouvement rectiligne, dans l’autre les particules ont un mouvement de rotation dont le sens est opposé. Ainsi, on constate que l’usage que fait la physique quantique du formalisme des spins ne comporte aucune description en terme mécanique qui permette de comprendre le fonctionnement des particules et de le distinguer de celui des photons. 3- Les directions des mouvements de spin. En 1932 Anderson faisait décrire aux particules chargées des trajectoires curvilignes dans la chambre de Wilson. Le sens et la courbure de la trajectoire permettaient de déterminer le signe de la charge et la masse de la particule. Sur les clichés, il observa des trajectoires qui traduisaient l’existence de particules chargées positivement. Les antiparticules avaient été prévues dans l’équation de Dirac qui envisageait la possibilité d’énergies négatives. La nécessité d’antiparticules est déduite de la cohérence formelle d’une équation, elle apparaît logique mathématiquement mais à aucun moment il ne fut posé la question de contraintes du réel, de mise en rapport avec les lois fondamentales de la mécanique. On se contenta d’invoquer une mer d’énergie négative dont le statut est pour le moins fantaisiste. Selon Dirac en effet les particules peuvent être créées à partir d’un réservoir infini et invisible, mais seulement si elles sont accompagnées de particules miroirs de même masse, de charge électrique opposée, mais également de spin contraire. C’est le principe de parité : pour toute particule existante, doit exister une particule qui est son image dans un miroir. Ils s’agit d’un principe fondamental de la physique des particules ayant pour conséquence notamment que les particules de même masse sont créées et annihilées par paires. A leur création les particules ont une charge et un mouvement de spin opposés. D’après la théorie acceptée, le vide ayant une impulsion et un moment cinétique nuls, le spin et l’impulsion s’inversent lors de la création de l’antiparticule. La cause du surgissement par paire des particules est alors attribuée à l’effet du vide mais plus exactement à la nullité d’action de celui-ci (puisqu’un vide ne peut produire d’effets).Aussi, l’électron est-il polarisé en raison de sa rotation de spin. Cette polarisation est différente de celle de la lumière qui apparaît liée à la spécificité du « spin » du photon. Dans la radioactivité B- l’électron a toujours la même chiralité et la radioactivité B+ avec émission de positron a la chiralité opposée. L’hélicité est dite droite (+ ) ou gauche ( – ) lorsque l’axe du spin est projeté dans la direction positive ou négative de l’impulsion. La somme qui se conserve est la somme du moment cinétique orbital et du spin de l’électron. Cette somme est celle de l’énergie de masse totale E = mc² de la particule. Elle signifie que l’énergie de masse assure le mouvement orbital et que cette énergie de liaison est prélevée sur la masse invariante. Pour une particule chargée, la charge et le spin font de celle-ci un petit aimant caractérisé par un moment magnétique; l’antiparticule aura une charge et un moment magnétique de signe contraire : les pôles sont inversés. Mais l’hélicité distingue également l’antiparticule de la particule : l’antiparticule définit le sens de rotation positif + 1 lorsque le spin pointe dans la direction de P ( hélicité droite ), et -1 lorsqu’il pointe dans la direction contraire à P. Une particule et son antiparticule ont même masse, même spin, mais ont des charges opposées. 4- La reconnaissance entre particules et antiparticules Si la distinction particule/antiparticule à l’origine semble aisée à opérer, la question fondamentale est de savoir comment deux particules chargées peuvent reconnaître qu’elles sont de charge identique ou dissemblable pour s’attirer ou se repousser. Il ne peut s’agir là que d’un mécanisme physique lié à la constitution propre des particules tel qu’elles seraient «à la naissance » dotés du signe + ou – les faisant émarger soit au monde de la matière soit à celui de l’antimatière. Une première indication est donnée par l’orientation droite ou gauche de leur spin dans les détecteurs de particules lors d’une création d’une paire électron / positron. Cependant, si on renverse la particule, l’orientation du spin change également et une particule droitière peut devenir gauchère. A priori, si particules et antiparticules peuvent être distinguées lors de leur création par l’orientation de leur spin et elles perdent cette particularité si leur spin respectif peut s’inverser. Ainsi, ni les différences d’orientation du spin, ni de poids ne peuvent nous permettre de certifier que là est le signe distinctif du signe de la charge d’une particule, alors que nous avons postulé que la charge ne pouvait avoir d’autre cause que le mouvement de spin par lequel se créait un courant magnétique. La charge doit être liée au mouvement qui serait attractif si les mouvements sont de sens contraire (+,- ) et répulsif s’ils sont de sens identique ( ++, – - ). Cependant il demeure évident qu’il existe une différence physique instaurée dés l’origine comme marque d’identité indélébile et qu’on peut opérer toutes les transformations spatiales imaginables sans changer fondamentalement le « sexe » de la particule. Il faut par ailleurs que cette propriété distinctive ait été acquise à l’origine compte tenu des conditions de son émergence, et que cette propriété se conserve (nous excluons de notre démonstration les mutations neutron>proton). 5- Quelques hypothèses Il faut s’en tenir à une évidence: il est impossible de retourner le spin d’une particule tel que ce retournement confère à celle-ci les propriétés de son antiparticule. Dans cette hypothèse en effet, matière et antimatière ne pourrait coexister et l’Univers ne pourrait être. Ainsi, les particules gardent leurs caractéristiques acquises à leur parution et s’agissant du signe de la charge et de celui concomitant du spin, nous devons considérer qu’ils ne peuvent pas être renversés. Comment cependant le spin de deux électrons peuvent-ils être différent alors même qu’ils gardent une charge E.M négative ? Une particule libre n’est jamais immobile, elle effectue constamment des translations dans l’espace, ce qui permet justement de mesurer la température d’un ensemble en mouvement. Lorsqu’un électron se déplace, il aura tendance à se diriger vers la droite en obéissant au sens de rotation de son spin et l’axe de la particule sera ainsi légèrement incliné vers la droite. En conséquence, si on renverse un électron, on ne pourra le faire qu’en inversant également sa direction linéaire et s’il se dirigeait vers l’avant droit, on le retrouvera se dirigeant vers l’arrière gauche. L’électron est de plus entouré de son cortège d’ondes concentriques en « tourbillons » ayant également un direction droite, ce qui rend encore plus difficile l’opération consistant à lui faire prendre une direction avant-gauche. Il existe, par rapport à un observateur quatre directions possibles du mouvement : Il peut s’agir soit d’un mouvement avant, soit d’un mouvement arrière et ces deux directions peuvent être droite ou gauche. Nous aurons ainsi : Avant gauche – arrière gauche Avant droit – Arrière droit Imaginons maintenant une roue de direction avant gauche et de même inclinaison que nous retournons. Sa direction désormais sera arrière droit et d’inclinaison droite. Il est donc IMPOSSIBLE pour une roue droite mue par un spin qui ne change pas de sens d’emprunter la direction avant gauche. Par contre, pour changer sa direction droite ou gauche nous devons modifier son inclinaison et la renverser. Il n’y aurait pas cet interdit si la roue n’était pas inclinée dans la direction de son mouvement car alors, il serait possible de la diriger dans n’importe quelle direction. Cette simple loi d’observation courante est alors capitale pour expliquer la permanence de l’identité des particules et l’acquisition de propriétés constitutives à l’origine qui perdurent et que l’on ne peut changer. Si l’on prend un électron (avant- droit) et un positron (avant- gauche) que l’on retourne, leur direction de spin sera toujours opposée ( électron arrière gauche et positron arrière droit ) mais leur direction « linéaire » (arrière) sera la même. Ainsi, ils pourront toujours se reconnaître par le sens de leur mouvement de rotation. Que se passe-t-il maintenant si un électron (avant – droit ) rencontre un électron retourné ( arrière droit ) ? leur orientation de spin est opposée mais également leur direction « linéaire » (avant/arrière) de leur mouvement. Ils pourront également se reconnaître et se repousser. 6 – La forme en poire des particules Une équipe internationale de physiciens a trouvé la meilleure preuve encore que certains noyaux lourds ne sont pas sphériques ou ellipsoïdales – mais « en forme de poire ». Les chercheurs ont constaté des signes évidents de cette distorsion à deux noyaux particulier – le radon 220 et le radium-224 – qui ont été créés en fracassant des protons sur une cible de carbure d’uranium à l’installation REX-ISOLDE au CERN. Les physiciens savent depuis des décennies que les noyaux peuvent exister dans des formes différentes au-delà des sphères simples. Dans la plupart des cas, ces noyaux non sphériques apparaissent soit comme un ballon de rugby ou américain, ou comme un disque – La physique jusqu’à présent s’est assez peu rendu compte de l’importance de la « forme » des atomes qui doit engendrer un type particulier de fonctionnement et déterminer certaines caractéristiques dans les rapports entre atomes. Celle qui s’impose à l’évidence première, c’est la sphère parfaite pour les particules mais rien ne nous dit qu’il doit en être nécessairement ainsi. Cette forme, il faut supposer qu’elle est acquise lors de leur création, ce qui implique d’examiner les conditions de leur genèse. Pour aller vite, nous dirions qu’une paire de particules symétriques résulte d’un photon géniteur qui se scinde en deux. Comme le photon circule à la vitesse C, les deux particules héritent de cette vitesse mais cette fois en empruntant un mouvement circulaire dit de spin. Cette circularité imposée a un effet immédiat sur la forme de la particule qui arrondit son centre de masse par son diamètre. Est-il possible qu’elle puisse acquérir aussitôt une sphéricité parfaite ? Il lui faudrait pour cela se tourner dans tous les sens pour égaliser sa surface comme le ferait la main d’un potier. La forme qu’elle va conserver sera imparfaite et nous supposerons qu’il va s’agir d’une double poire, d’une double goutte d’eau, ventrue au centre effilée aux pôles. Comment allons-nous le justifier ? Cette forme en double poire aura une importance capitale puisqu’elle doit conditionner les rapports entre particules et antiparticules. En effet, la particule ne pourra pas être retournée indifféremment dans n’importe quel sens comme une boule de billard : elle évoluera autour de son axe, selon 4 directions seulement : droite, gauche/ bas, haut. Il sera alors possible d’aligner les axes des particules comme nous le constatons dans les expériences de spintronique. Ainsi, si la notion d’axe n’a aucun sens sur une particule sphérique, cela signifie a contrario qu’une particule non sphérique possède un axe qui oriente son mouvement. Dès lors, la forme en double poire que nous avions supposée dépendante des conditions de sa genèse paraît être la forme nécessaire. C’est alors cette forme déterminant les axes de rotation qui va permettre de distinguer une particule de son antiparticule. En effet, lors de leur genèse commune, les deux particules jumelles vont emprunter des directions opposées qui vont déterminer leur orientation droite ou gauche de leur axe de rotation (ou de leur spin) selon le modèle ci-dessous :
Modèle imparfait car les boules sont sphériques et les axes représentés par de traits alors même que les particules sont effilées aux pôles Il sera alors pas possible de modifier le SENS de leur rotation (gauche, droit), ce qui permettra de distinguer une particule de son opposé, mais on pourra seulement retourner la particule : Pour une particule de spin s =1/2 comme l’électron, le proton ou le neutron, il existe seulement deux états de spin distincts, caractérisés par Ms = +/- 1/2. On note souvent les deux états propres correspondants : haut/bas et ou encore : +/- Nb : Il serait aussi intéressant de déterminer si la mesure de la distribution variable des charges sur une particule ne serait pas justement liée à l’inégalité de ses formes – hétérogénéité des mesures qui a donné lieu à une abondante littérature sur l’existence de pseudo sous constituants dénommés « quarks »… 7 – Principes mécaniques d’union et de répulsion. Une fois assuré que les particules et les antiparticules possèdent des caractéristiques spatiales intangibles qui leur attribuent une identité définitive, il s’agit de savoir quelle va être l’influence de ces propriétés mécaniques sur le déclenchement des phénomènes d’attraction ou de répulsion. Si nous prenons deux roues dentelées, il y a une condition qui permet un parfait emboîtement : il faut que leur mouvement de rotation respectif soit de sens opposé, dans la direction de l’observateur ou opposé à celui-ci. Comme nous avons deux directions de spin, il faudra lorsque, la roue gauche tourne dans la direction d’une aiguille d’une montre, que la roue droite tourne dans l’autre sens ou inversement. Si toutes les deux tournent dans le même sens, alors elles s’opposent et ne peuvent ni conjuguer ni transmettre leur mouvement. Pour un électron, il existe déjà deux cas où ils pourront associer leur mouvement et par conséquent s’attirer mutuellement (avant gauche + avant droit, arrière gauche+arrière droit). Mais il existe également deux cas où l’association sera possible : arrière droit ( électron retourné ) et avant droit ( positron non retourné ) ; avant droit ( électron non retourné ) et arrière droit ( positron retourné ). De ce fait, dans tous les cas ou un électron rencontrera un positron, ils conserveront l’orientation divergente de leur spin et leur attraction et association seront possible (en la circonstance il s’agira d’une annihilation) . Dans l’hypothèse d’une rencontre proton ( + ) et électron ( – ) il existera deux sens giratoire du mouvement orbital de l’électron : - proton avant gauche et électron arrière droit (mouvement orbital inverse du sens des aiguilles d’une montre). - proton arrière droit et électron avant gauche (mouvement orbital dans le sens des aiguilles d’une montre) Cette restriction du nombre des possibilités est liée au fait qu’il n’y a pas de mouvement orbital mutuel à cause de la différence importante de masse et donc nous avons un seul mouvement orbital principal (électron) et un léger déplacement de l’axe du proton dans l’atome d’hydrogène. On voit plus clairement ce qui signifie le principe d’exclusion de Pauli : deux particules ne peuvent exister dans le même état (spin, direction) car se produit une opposition de leur mouvement qui les éloigne l’une de l’autre. Lorsque deux toupies tournent dan le même sens, en se heurtant elles se repoussent violemment. Inversement, lorsque leur sens de rotation est opposé, elles peuvent parfaitement tourner de conserve et demeurer jointives. Ainsi, il semble bien qu’un système mécanique simple d’engrenage préside à l’association des particules de charge opposée et, lorsque ce procédé ne peut jouer, elles se repoussent. 8 – L’annihilation est la procédure inverse de la création Quel est l’intérêt pour les particules de préserver leur identité d’origine pour se reconnaître ? C’est que cette reconnaissance va commander le mécanisme d’association ou au contraire d’annihilation. D’après la mécanique quantique, les phénomènes particulaires conserve la parité T, c.a.d qu’en inversant le signe du temps, le processus change de sens. En d’autres termes cela signifie que les modalités de l’annihilation sont l’inverse de celles de la création. En conséquence ne pourront s’annihiler que deux particules de même masse dont les mouvements de spin seront opposés (gauche droite) et de même linéarité (avant ou arrière). Cela signifie que la nature de leur spin permet un rapprochement tel qu’elles finissent par être jointives pour enfin se fondre l’une en l’autre et disparaître en photon ainsi que l’image le dessin ci-dessous.
Si l’équation E=mc² signifie que la masse conserve son énergie pour autant qu’elle garde l’intégrité de son mouvement rotatoire, il en résulte que la cessation de ce mouvement engendre la disparition de la particule et son retour à l’état lumière. Si particule et antiparticule en s’annihilant retrouvent l’état photonique, cela veut dire que leur attraction a pour conséquence la destruction de leur mouvement de spin propre. Dés lors, la procédure d’annihilation se donne pour l’inverse de la création en ce que deux mouvements de spin sont transformés en mouvement rectiligne pour deux photons désormais de direction divergente. Deux particules de même masse et d’orientation de spin contraire ne peuvent se repousser et la conjonction de leur mouvement aboutit à la fusion de leur matière constitutive à la suite de l’arrêt du mouvement de rotation. Cette fusion est retour à l’état lumière qui se concrétise par l’émission de deux photons de direction opposée. On constate ici que la physique est bien une mécanique, la science du mouvement. L’annihilation d’une particule est avant tout destruction de son mouvement de spin et l’émergence du photon, retour à un mouvement rectiligne. C’est également la preuve que la matière n’existe qu’en rotation sur elle-même par son mouvement de spin proche de C, qui autorise sa condensation en matière: la matière n’étant qu’un état condensé de prématière. Ainsi, lorsque deux particules ont des mouvements de rotation contraires, ces mouvements se conjuguent et facilitent leur attraction mutuelle. Inversement, lorsque deux particules ont la même orientation, leur mouvement est identique et s’oppose. Cela est quelque peu semblable au phénomène d’engrenage par lequel on peut transmettre le mouvement d’une roue dentelée à une autre si cette dernière tourne en sens inverse de la roue transmettrice. Puisque des particules s’attirent et se repoussent, elles doivent être nécessairement dotées à leur création d’un mécanisme simple qui rende possible l’assemblage des particules en nucléons, atomes et molécules. Comme nous avons supposé que les deux orientations divergentes de leur rotation de spin expliquent le principe des charges opposées qui commande à toute liaison, attraction et répulsion doivent être dépendantes de ce mécanisme.
Ce mécanisme simple d’attraction et de répulsion dépend du sens de rotation des particules et celui-ci ne peut être que le système de l’engrenage qui permet la transmission du mouvement d’un corps en rotation de sens inverse, à un autre. Lorsque deux particules de mouvement de spin opposé s’attirent, c’est l’opposition de ce mouvement qui est à l’origine de leur convergence. Si des particules de même orientation de spin se repoussent, on doit en conclure que cette répulsion doit résulter d’une inversion du mécanisme d’attraction. Il serait douteux que le principe d’association ou de répulsion entre particules ne soit pas emprunté à ce modèle mécanique assez simple. En effet, si on convient qu’une particule n’est qu’une sphère de matière homogène (plus ou moins parfaite) en rotation, il faudrait faire preuve d’une très grande imagination pour inventer un système de liaison autre, qui n’ait aucun rapport avec ces mouvements de rotation de la particule Comme nous avons constaté que l’orientation divergente de leur spin explique l’origine de leur charge opposée, c’est donc cette opposition du sens de leur spin qui produit un effet attractif et qu’inversement des spins identiques suscitent une répulsion. Cependant, étant donné que deux particules ne sont pas jointives comme le seraient deux roues dentelées, seul le mouvement des ondes magnétiques peut être à l’origine de l’attraction et fonctionner en système d’engrenage. Comme ces ondes sont produites par la rotation des particules, elles transmettent donc l’orientation de ce mouvement par l’intermédiaire de la substance de l’espace. Dés lors les champs magnétiques de deux particules peuvent converger (attraction) ou diverger (répulsion). 9 – L’importance du différentiel de masse Deux particules de même masse mais de signe contraire peuvent s’annihiler en transformant toute leur énergie de masse en énergie de liaison pour finir par se « fracasser » l’une sur l’autre. On voit immédiatement que la condition de l’instabilité et partant de l’annihilation est liée à l’égalité des masses. On peut déduire à contrario que seules des particules de charges contraires mais de masses différentes peuvent établir une liaison stable. Lorsque deux particules (voire deux corps) sont de même masse, par définition leur centre de gravité commun est situé à égale distance de leur centre de masse et par conséquent il n’existe aucune possibilité pour que l’un des deux corps satellise l’autre : elles sont donc également satellites. Il est évident qu’elles s’attirent selon une force d’identique valeur pour atteindre à la même vitesse le centre de masse commun qui est situé au point de jonction des deux particules. Les ondes émises seront de même intensité et par suite il ne pourra se produire aucune répulsion due à l’existence d’une barrière résultant d’une différence de potentiel. Les deux particules devenant jointives, et mues par un mouvement de rotation contraire, perdent leur mouvement de spin propre pour fusionner. Elles disparaissent en conséquence comme particules pour se transformer en rayonnements. Ainsi l’électron positif peut s’annihiler avec un électron négatif en donnant à naissance à deux photons d’énergie à 510 KeV chacun et qui partent dans deux directions diamétralement opposées. Le mode d’annihilation de la matière apporte bien la preuve que la constitution d’une particule et le maintient de son intégrité matérielle sont fondamentalement liés à la permanence de son moment cinétique interne. Cette » dématérialisation » s’effectue selon un procédé inverse de la création d’une particule car le photon, qui se déplace rectilignement, se scinde pour engendrer deux particules tournant comme des toupies mais en sens opposé. Cette réversibilité concerne les deux types de mouvement, de spin et rectiligne. On constate que la différence de masse entre particules permet à la plus massive de maintenir la plus légère toujours à la même distance orbitale. Mais encore une fois à proprement parlé, il n’y a pas perte de l’énergie de l’une (l’attractive) au profit de l’autre (l’attiré) mais réaction de celle-ci à la puissance attractive de l’autre par transformation de son énergie de masse en énergie de liaison et réciproquement. Dans le cas de particules de masse identique, ce phénomène ne joue plus et elles dissipent toute leur énergie de masse en énergie de liaison en effectuant un mouvement de spiralisation mutuel. Si l’équation E=MC² signifie que la masse conserve son énergie pour autant qu’elle garde l’intégrité de son mouvement rotatoire, il en résulte que la cessation de ce mouvement engendre la disparition de la particule et son retour à l’état lumière. Si particules et antiparticules s’annihilent, cela veut dire que leur attraction a pour conséquence la destruction de leur mouvement de spin propre. Mais puisque seule une particule (+) peut s’annihiler avec son antiparticule (-) alors que les proton (+) et l’électron (-)de charge opposée ne s’annihilent pas, c’est qu’une différence existe entre ces couples. Si en effet proton et électron bien que de charges opposées restent distants, c’est qu’il doit se trouver une cause à leur maintien. Comme on ne trouve rien d’autre pour les distinguer que leur différence de masse, on doit attribuer à cette cause le principe de leur conservation. Inversement l’annihilation n’est possible qu’entre particules de charge opposée mais de même masse. Lorsque deux particules de masse identique mais de spin divergent s’attirent, chacune le fait pour la moitié de leur force commune, sans rencontrer par conséquent le moindre effet de répulsion puisque la valeur de leurs ondes d’effets répulsifs s’équivalent. Les deux particules sont précipitées l’un vers l’autre en spiralant, en enroulant mutuellement leur mouvement de spin d’autant plus vite qu’elles sont plus proches. Il faut donc croire que si les spins opposés incitent à l’attraction, le différentiel de masse est à l’origine de la répulsion. Ces deux effets opposés permettent seuls le maintient de l’équilibre atomique. Par exemple, l’orbite du meson est inférieure à celle de l’électron et cela dans le rapport entre la masse électronique et la masse mésique. C’est donc bien le rapport de masse qui détermine le rayon de gravitation. Il en va de même pour le rapport proton/neutron séparés par une très courte distance, ce qui explique la valeur élevée de la force forte. Etant donné que la rotation d’une particule entraîne celle de la prématière, toute particule est nécessairement environnée d’ondes concentriques. Dès lors, si l’attraction proton/électron ne conduit pas à la chute et l’annihilation de l’électron, c’est qu’un phénomène répulsif intervient qui maintient l’électron sur une orbite stable. Ce mécanisme répulsif de stabilisation ne peut être dû qu’à la valeur supérieure de résistance des ondes compressées de prématière émises par le proton. Comme cette résistance des ondes est liée à la masse plus élevée du proton, il se trouve que le différentiel de masse maintiendra l’électron à une distance fixe déterminée. En conséquence, une différence de masse entre proton et électron, est indispensable pour assurer leur co-présence et leur conservation à l’état lié. La « catastrophe électromagnétique » est ainsi évitée : l’électron ne se précipite pas sur le proton pour s’y annihiler mais se maintient sur une orbite stable. Cette orbite n’est pas arbitraire mais va dépendre du rapport des masses. Elle sera d’autant plus éloignée que la différence de masse est importante. Dans la gravitation, il existe une infinité d’orbites possible et c’est la somme des masses qui définit la valeur de la force. Si l’orbite est stable c’est bien parce qu’un obstacle s’interpose à la chute de l’électron et une fois encore, il ne peut s’agir que d’un empêchement de nature mécanique. Il faut donc que cela soit un système d’ondes qui interfèrent entre les deux particules. Le différentiel de masse délimite une distance de liaison précise (et fournit la valeur de l’ellipse). Dès lors, tout apport d’énergie extérieur au système aura pour effet de modifier au principal la particule la plus légère selon des niveaux quantifiés d’énergie parfaitement mesurés par la mécanique quantique. S’agissant de l’électron dans la liaison simple de l’atome d’hydrogène, l’ionisation se produit lorsqu’on lui restitue la valeur de son énergie de liaison pour retrouver son état fondamental E=MC². Inversement, lorsqu’il redescendra sur son orbite »naturel » d’équilibre un photon sera émis qui emportera l’énergie excédentaire : tout se passe comme si le frottement dû à sa rotation reproduisait les conditions de création de l’état-lumière. Cet effet est identique au rayonnement dit de «freinage» qui sont émis lors de l’accélération d’un électron et qu’on doit attribuer à la résistance de la prématière. Cependant il n’est pas possible de donner à un électron une énergie cinétique quelconque permettant de le placer sur n’importe quelle orbite stable puisque que cela suppose une augmentation de sa masse-énergie. L’état stationnaire de l’atome d’hydrogène est obtenu par l’équilibre entre forces centripète et centrifuge. Cette force centrifuge de résistance est interne à la particule autonome a pour origine son mouvement permanent de rotation sur elle-même. Le mouvement de gravitation orbitale d’une particule d’une masse inférieure à une autre répond ainsi aux principes généraux de la gravitation à savoir que le maintient sur une orbite stable suppose obtenu l’équilibre entre la force centripète d’attraction et la force centrifuge. Cependant, à la différence de la gravitation, il n’est pas possible de maintenir la particule gravitante sur n’importe quelle orbite. .
Les ondes concentriques émises par le proton maintiennent à une distance précise R l’électron. C’est le sens de leur mouvement de spin qui permet leur association attractive et la différence de masse qui les tient éloignés. 10 – Différences entre gravitation universelle et mouvement orbital des particules. En physique gravitationnelle, il existe une infinité d’orbites possibles selon un continuum, et à chaque orbite «stable» correspond un niveau d’énergie. Or il apparaît en physique des particules qu’il en va différemment, que ces orbites sont quantifiées, discontinues, et qu’un électron ne peut pas se situer à n’importe quelle distance du proton. Or, si nous raisonnons sur la seule orbite stable de l’électron (en laissant provisoirement de côté les niveaux d’énergie excités), que constatons-nous ? Nous remarquons que cette distance ne peut pas correspondre à un arbitraire quelconque mais qu’elle est nécessairement fonction du rapport entre la valeur des masses. En gravitation, la force d’attraction va dépendre du produit des masses. Pour les particules, il va en être de même : c’est donc l’importance relative des masses qui va conduire au choix d’une orbite fixe d’équilibre. Il n’y a rien là de surprenant et une fois de plus les lois de la mécanique classique peuvent s’appliquer. Ainsi, le rayon neutron/proton sera plus court que le rayon proton/électron puisque le produit des masses P/N est supérieur a celui P/e. Si nous préservons en physique des particules cette loi de champs gravitationnels décroissants, il s’en suivra que moins une particule est massive, moins elle aura une énergie de masse interne élevée, et plus elle devra choisir une orbite stable éloignée. C’est la différence de masse qui va commander la distance orbitale : l’électron sera plus éloigné du proton que ne le sera le neutron dans la liaison nucléaire. Aussi, c’est la différence de masse qui va déterminer la distance de séparation, le seuil de répulsion, et la somme des masses la valeur de la force de liaison. Ce phénomène est celui de l’attraction proton/neutron : leur petite différence de masse détermine la plus grande proximité des particules (comparée à la distance proton électron), c’est la somme élevée des deux particules qui justifie la puissance de la liaison nucléaire. Cependant, il demeure une différence capitale entre ces deux types de gravitation : l’impossibilité pour une particule de conserver l’énergie cinétique supplémentaire acquise, et consécutivement, l’interdiction d’augmenter ou diminuer sa masse physique de matière telle qu’elle puisse se maintenir pareillement sur n’importe quelle orbite stable comme un corps classique gravitant. Cette interdiction dérive d’un principe physique fondamental : l’invariabilité de la masse et partant de l’énergie de masse. Pour graviter l’électron doit uniquement utiliser son énergie de masse et comme celle-ci est le fait de son mouvement de rotation, il va transformer cette rotation en mouvement circulaire orbital. Il s’enroulera autour de son orbite tout en roulant sur lui-même exactement comme une roue décrivant un mouvement circulaire. Il y aura donc déplacement de son centre de masse et ce mouvement elliptique ressemblera plutôt à celui d’une roue qui tournerait à partir d’un point de sa surface et non plus à partir du centre. Le seul effet concret de la co-présence de particules dans une liaison quelconque (FN, FEM), sera le déplacement de l’axe central de rotation d’une particule. Le rapport des masses va établir immédiatement une distance orbitale fixe (stable) et il ne pourra pas y avoir d’orbite inférieure ou supérieure possible à ce niveau d’énergie. On constate que la stabilité de l’orbite de l’électron, et partant de tout atome, ne peut être expliquée que par une description mécanique du fonctionnement des particules et l’application stricte du principe selon lequel la valeur/énergie des masses des particules permanente (e, p, n ) est une valeur absolument stable et invariable (d’où l’impossibilité actuelle de créer dans les accélérateurs d’autres particules à durée de vie longue, ce qui signifie que la création de particules ne peut se faire qu’à des conditions de masse précises et invariables)[1]. A ce stade de notre démonstration, il convient de remarquer l’identité du processus mécanique d’attraction et de stabilisation « répulsive » sur des orbites stables des particules liées aussi bien par la force électromagnétique que nucléaire. Cette similitude nous semble naturelle car on ne voit pas très bien pourquoi des petites toupies en rotation emprunteraient des modalités mécaniques radicalement différentes pour s’attirer, se stabiliser ou se repousser. 11- Le fonctionnement de l’atome à trois composants Nous avons démontré que le neutron DANS l’atome peut être considéré comme l’anti-particule du proton et à ce titre possède une charge opposé (-)[2]. Mais s’il ne s’annihile pas c’est qu’une raison mécanique s’y oppose et celle-ci est le différentiel de masse. Loin de considérer, comme la mécanique quantique, proton et neutron dans l’atome comme des nucléons interchangeables, il faut au contraire affirmer que leur distinction est fondamentale pour le bon fonctionnement de l’atome. Comme pour le cas de l’électron, c’est donc le différentiel de masse qui permet aux neutron et proton de ne pas se précipiter l’un vers l’autre tout en étant relié par le signe opposé de leur charge (et pas conséquent par les rotations opposées des 2 particules) Proton, neutron et électron sont liés entre eux par un système d’engrenage à trois composantes. Si le neutron ne peut s’associer avec un proton dans l’atome, c’est qu’ils sont de charge opposée (il faut différencier le neutron dans l’atome dont la masse est invariable du neutron libre dont la masse se décompose, voir chapitre sur la neutralité) Les charges complémentaires des proton et neutron permettent leur association, les charges négatives des neutron et électron expliquent qu’aucune association dans l’atome n’est possible entre ces deux particules.
12- Différences entre fermions et bosons La différence entre fermions et bosons n’a de sens que si on la rapporte à la nature de leur mouvement. Les fermions peuvent avoir des comportements de boson (être grégaires par exemple l’hélium hyper fluide) mais restent fondamentalement des fermions c.a.d qu’ils ont une rotation de spin sur le mode « toupie ». Il en va différemment des véritables bosons que sont les seuls photons (et assimilés) qui se déplacent de façon rectiligne DANS la prématière La loi de conservation de l’énergie doit être reliée au principe d’exclusion de Pauli : la matière est indestructible si les particules sont dotées d’un spin 1/2, ce qui interdit leur « empilement » comme les bosons de spin 1. Cette qualité de spin permet donc l’individualisation des particules, leur existence comme entité autonome. Si nous admettons l’idée que le spin est consécutif au mouvement de rotation de la particule sur elle-même, ce qui se conserve et se transmet, c’est le mouvement. L’un des fondements dans le réel du principe d’exclusion de Pauli est la nature de ce spin 1/2, c’est-à-dire ce mouvement cinétique propre aux particules. Il signifie surtout que deux particules en rotation ne peuvent s’agréger, se condenser, comme c’est le cas des bosons de spin 1. Pourquoi ne le peuvent-elles pas ? C’est que leur mouvement de rotation est justement le phénomène qui permet à la matière de se condenser et de se constituer en particule autonome. La matière particulaire ne peut exister comme telle que si elle préserve sa masse par un procédé mécanique spécifique. Par exemple, si on met en contact deux toupies en rotation, il est évident que le choc va les éloigner d’une façon tout à fait différente que ne le ferait un heurt frontal entre deux corps provenant de directions opposées et se déplaçant en ligne droite. La rotation des particules va induire une réaction mécanique particulière lorsqu’elles seront confrontées. Pour le spin des bosons nous nous trouvons en présence d’un type de mouvement différent de celui des particules. Le photon présente cette caractéristique de ne se déplacer qu’en ligne droite, toujours à la vitesse C. Il ne peut exister en deçà et ni au dessus de cette vitesse puisqu’il est intimement lié au mouvement de l’onde. A l’inverse, une particule conserve son mouvement cinétique intrinsèque même lorsqu’elle est immobile. Si les photons peuvent s’agglomérer, c’est qu’ils ne détiennent par la nature de leur mouvement, aucune possibilité de se constituer en objet autonome (ils restent liés à l’onde). Ce qui explique qu’ils n’ont aucune propriété attractive ou répulsive et on doit les considérer comme fondamentalement différents des particules de matière. Les photons peuvent s’agglomérer, s’entasser, se coller les uns aux autres, être disposés sur une même onde, car leur substance constitutive, comme une pâte informe, n’est pas constituée encore en matière et la délimitation entre le corpuscule, l’onde et la substance de l’espace n’est pas nette: il s’agit d’une phase de transition vers l’état-matière. Il est tout à fait possible de donner une explication purement mécanique à leur différence et les divergences quant à leur traitement mathématique (statistique de Bose-Einstein et celle de Fermi) pourraient compléter simplement l’explication phénoménologique. La matière tourne sur elle-même comme une toupie et peut rester immobile, les bosons n’existent qu’en mouvement rectiligne de vitesse C et sont constitués d’une sorte » d’écume » de prématière portée par des ondes E.M qui se déplacent dans la substance de l’espace. Le principe d’exclusion ne prend sens que si on comprend la totalité des lois qui commandent l’émergence, les interactions et l’annihilation de la matière. Lorsqu’on dit que deux particules ne peuvent se trouver dans le même état quantique, il est nécessaire d’expliquer la totalité du fonctionnement de l’atome. 12 – L’énergie de liaison 1- l’Invariabilité de la masse On constate expérimentalement une différence entre le poids d’un atome et la somme des masses de ses constituants. Une particule libre est ainsi plus lourde qu’à l’état lié. Cet écart de masse a été attribué par la physique relativiste à l’énergie de liaison, d’où il fut conclu un peu abusivement que l’énergie avait un poids. Dans la théorie de la substance de l’espace, seule la matière permanente a un poids au sens où elle est constituée d’une masse concrète de matière dont la valeur peut être mesurée au repos relativement à une autre masse. Un photon qui n’a pas de masse permanente au repos ne saurait donc être considéré comme masse pesante matérielle. Il n’est pas non plus une « pure énergie» mais un état de transition dont on peut mesurer la quantité de mouvement et lui donner un équivalent en masse/énergie pour faciliter les calculs. L’énergie n’a donc pas de poids, pas de masse mais doit cependant être supportée par une substance, un corpuscule, dont le mouvement exprime la valeur de l’énergie à l’œuvre. Lorsqu’il est mesuré un écart de poids entre la somme des particules libres et ces mêmes particules à l’état lié dans l’atome, on doit simplement en conclure que la masse a diminuée, que l’atome comprend une quantité moindre de matière, que les particules doivent perdre une fraction de leur masse pour pouvoir établir une liaison atomique. Inversement, pour séparer des particules liées, il faut fournir l’énergie de séparation qui va reconstituer leur masse de sorte que ce qu’elle avait perdu en s’associant elles le retrouvent à l’état libre, en reconstituant l’intégralité de leur masse. C’est que dans la théorie de la substance de l’espace, une particule n’existe et ne se maintient qu’à une certaine valeur de masse précise : elle ne peut ni augmenter, ni perdre de la masse ou plus exactement la valeur de sa quantité de mouvement interne doit demeurer absolument invariable. Dans l’hypothèse contraire, il pourrait y avoir une infinité (quantifiée) de type de particules selon une gradation des masses. Cette contrainte de l’invariabilité de la masse interdit qu’une particule tende vers une masse infinie. Aussi, lorsqu’une particule est accélérée à une vitesse proche de celle de la lumière elle émet un rayonnement dit de freinage que nous analysons comme une production de photons due aux frottements de sa masse confrontée à la résistance de la substance de l’espace. Dans cette hypothèse, la quantité de rayonnements émis est destinée à évacuer l’énergie d’accélération reçue, de sorte que l’énergie totale de masse demeure invariable sans qu’il y ait perte de substance, diminution de la quantité de matière. Le phénomène est identique aux frottements et chaleur consécutive dissipée lors par exemple de la rentrée d’un engin spatial dans l’atmosphère terrestre. 2- spécificité de la liaison particulaire Or, dans la liaison proto-électronique nous constatons à la fois une émission de rayonnements et une perte de masse au terme du processus d’attraction. Il nous faut attribuer le rayonnement émis comme émanant du corps de la particule: une fraction de la masse de celle-ci se dissipe en photons. Dans le système attractif proton-électron, il n’y a pas apport d’énergie extérieur, mais au contraire désaccélération, freinage, qui est due uniquement à la situation de co-présence des deux particules. Nous nous trouvons devant un paradoxe: en gravitation classique, l’accélération est principalement le fait de la masse attractive. Dans la liaison proto-électronique la force qui est produite par le proton semble ralentir à l’inverse l’électron puisque celui-ci émet des rayonnements de freinage. Il y aurait transmission d’une force négative, ce qui est physiquement un non sens. Aussi, s’il y a freinage de l’électron par le proton, celui-ci ne transmet aucune accélération à l’électron et consécutivement il n’existe pas de force attractive entre proton et électron. Si paradoxalement le proton ne transmet aucune force, il faut décider que l’électron est à l’origine du changement de son propre mouvement. Si nous savons que le mouvement de l’électron est consécutif à son énergie de rotation de sa masse, le mouvement qui est freiné est celui de cette rotation. Puisque le mouvement est freiné pour atteindre une vitesse moindre qui sera celle de son mouvement de gravitation autour du proton, la masse doit être diminuée, ce qui expliquerait la production et la dissipation du rayonnement. Dans sa chute vers le proton, l’électron perd une fraction de sa masse: la somme des particules liées devient inférieure à la somme des masses indépendantes. Mais pour que se produise ce déplacement orbital, il faut un changement dans la nature de son mouvement. La transformation du mouvement de la particule correspond au transfert de l’énergie de spin en énergie de liaison. En d’autres termes, la particule au repos qui est animée par un mouvement rotatoire alimenté par une énergie de masse c², va effectuer un mouvement circulaire de translation dans l’espace. Comme l’énergie de liaison est essentiellement destinée à alimenter le mouvement orbital, il suit que la transformation du mouvement de spin en trajectoire orbitale est assurée par le transfert et la mutation d’une partie de l’énergie de masse en énergie de liaison. Nous découvrons dans cette mutation la cause du freinage et du rayonnement consécutif : il est paradoxalement dû à une accélération. En effet, la particule en transformant son mouvement «immobile» de rotation en mouvement de translation dans l’espace, va subir une accélération, mais celle-ci a pour seule origine son action de spin (il n’y a pas d’apport extérieur). C’est la particule qui va se mettre en mouvement, comme une toupie tombée au sol effectue une translation dans l’espace. L’énergie de liaison est essentiellement une énergie de masse, une énergie de spin : l’électron tourne à la fois sur lui-même et autour de l’orbite du proton[3]. Aussi, il n’y a aucune force qui aurait pour origine le proton, aucune énergie de gravitation transmise par celui-ci. Le champ électromagnétique du proton est le simple déclencheur qui contraint l’électron au repos à transformer son mouvement de spin en mouvement orbital comme, pour reprendre l’image de la toupie, le doigt qui fait chuter celle-ci et transforme son mouvement. Lorsque l’électron entre dans le champ du proton il doit diminuer sa vitesse de spin et perdre consécutivement de la masse sous forme de rayonnements. Ce phénomène a pour origine son mouvement de translation ce qui signifie qu’il rencontre une résistance dans son déplacement, qu’il lui faut vaincre une inertie. Or cette inertie ne peut être celle de sa masse puisque celle-ci est elle-même en rotation. Il s’agit alors de l’inertie de la prématière et l’énergie de liaison va tout entière servir à vaincre cette inertie et par conséquent être utilisée pour vaincre la résistance au déplacement de l’électron sur son orbite. On voit donc que seule l’idée d’une résistance au déplacement orbital de l’électron explique tout à la fois la perte de masse de la particule liée et l’absence de support-matière proprement dit de l’énergie de liaison. Nous avons dit que l’énergie de liaison est issue de l’énergie de masse. Or cette énergie de masse est essentiellement consacrée au mouvement orbital. L’électron qui se trouve sur son orbite possède un mouvement produit par sa propre rotation, un peu comme une roue qui parcourt un cercle. L’énergie de spin (Es) sera donc égale à : Es = mc² – E°, ce qui correspond bien à l’énergie de la masse liée dont le poids sera ainsi diminué. L’énergie de liaison va être utilisée pour effectuer un mouvement de translation dans l’espace. Mais, cette énergie de liaison en réalité n’existera pas puisque déjà dissipée dans le rayonnement de freinage initial consécutif à la rencontre d’une inertie extérieure. C’est l’énergie de la masse diminuée, l’énergie de spin, qui va alimenter entièrement la rotation orbitale. Consécutivement, la perte de masse de la particule liée se traduit par le ralentissement de son mouvement de spin dont la vitesse de rotation d’un point de sa circonférence devient nécessairement inférieure à C. Mais comme cette perte de masse et donc de vitesse est compensée par la valeur de la résistance opposée au déplacement sur l’orbite que mesure la valeur de l’énergie de liaison, on voit qu’il n’est pas porté atteinte à l’intégrité de la particule lorsqu’on effectue la sommation Es+El = mc². La valeur de la quantité de mouvement d’une partie liée est donc identique à celle d’une particule libre, ce qui ne peut se comprendre et ce justifier que dans le cadre de la théorie de la substance de l’espace qui pose comme principe l’intangibilité de la valeur du mouvement d’une particule pour pouvoir exister et se maintenir dans l’état de matière permanente dite au repos. Inversement, pour libérer la particule, il faudra apporter de l’énergie cinétique (Ec) extérieure au système, c’est-à-dire que la somme Es+E°+Ec sera supérieure à mc². Au cours du processus de libération, la particule va évacuer cette énergie cinétique supplémentaire sous forme de rayonnements et retrouver l’intégralité de sa masse ( Es+E°). En effet lorsqu’elle sera de nouveau immobile elle n’aura plus à affronter de résistance à son mouvement de translation qui va tendre à se transformer en mouvement de spin récupérer sa vitesse normale de rotation proche de C. Ainsi, l’énergie de liaison (E°) est celle utilisée exclusivement pour la translation dans l’espace pour y affronter sa résistance et l’énergie de spin (Es) pour la rotation de la particule sur elle-même. Leur somme étant égale à l’énergie totale de la particule (mc²). Si l’on fournit à une particule en rotation une énergie supplémentaire (Em+ Ec’) pour la placer sur une orbite supérieure (mais d’une valeur inférieure à l’énergie de liaison, autrement la particule serait arrachée), la somme de toutes ces énergies serait supérieure à l’énergie totale : E°+Es+Ec’ > mc². L’électron va émettre un rayonnement lors de son ascension d’une valeur équivalente à Ec’ correspondant à la valeur de la résistance de l’espace. En redescendant, il va émettre un autre rayonnement pour revenir à son orbite stable. Ce phénomène signifie qu’on ne peut accélérer le déplacement d’une particule sans augmenter la valeur la résistance à son mouvement. Comme la masse-énergie est invariable, toute accélération se traduit par du rayonnement. L’origine de l’énergie de liaison, le principe de défaut de masse et les rayonnements émis par l’électron peuvent se comprendre seulement si on admet le principe d’invariabilité absolue de la masse-énergie (ou encore de la masse-résistance). Lorsqu’on voudra arracher l’électron au proton, cela signifie qu’il faudra à l’inverse s’opposer au mouvement orbital, diminuer sa translation dans l’espace. La valeur de cette énergie d’arrachement est donc égale à celle qui assure la liaison. La particule en retrouvant l’intégralité de la valeur de son mouvement de spin sera dite au repos, recouvrant ainsi la totalité de son énergie de masse. L’énergie totale de la particule ne peut dépasser celle de son énergie au repos : l’invariabilité de la masse-énergie étant absolue car il s’agit d’un principe fondamental de physique des particules. Celles-ci ne pouvant exister et demeurer stable qu’à une condition de masse précise et invariable. La masse de la particule peut cependant diminuer à condition que l’énergie perdue soit compensée par un mouvement de translation, si cette énergie de liaison sert à alimenter un autre type de mouvement. Dans tous les cas, l’énergie de masse mc² invariable doit servir un mouvement. Dans un système lié, il ne peut donc avoir d’autre énergie que celle qui provient du mouvement de rotation des particules. 3- Compléments : l’impossibilité de la catastrophe électromagnétique Lorsque l’électron entre dans le champ de gravitation du proton on ne s’expliquait pas pourquoi cette attraction cesse lorsque l’électron se trouve sur son orbite stationnaire. La force étant croissante, dés l’instant où l’électron rentre dans la zone attractive du proton, rien n’interdisait sa descente vertigineuse vers le proton pour s’y fracasser en perdant à chaque tour un peu plus de sa masse en rayonnements. Si l’effet attractif du proton sur l’électron ne conduit pas inéluctablement à une catastrophe, c’est qu’il n’y a pas d’effet attractif classique, celui-ci étant d’une autre nature. Nous avons démontré ci-dessus que le mouvement orbital de l’électron n’est pas dû à la force émise par le proton mais à son énergie de rotation puisée en lui-même. [4] L’effet attractif exercé par le proton n’a pas d’autre incidence que de modifier la nature du mouvement de l’électron (passage de la rotation de spin à la rotation de type orbitale) sans pour autant lui transmettre la moindre quantité de d’énergie supplémentaire durant ses révolutions à l’inverse d’une force d’attraction. Aussi, à la différence d’un corps gravitant autour d’une masse céleste, il n’est pas possible de donner à un électron par exemple, une énergie cinétique quelconque permettant de le placer sur n’importe quelle orbite stable. Il existe une orbite stationnaire et des états excités quantifiés instables[5] Cependant, le mouvement de gravitation orbitale d’une particule d’une masse inférieure à une autre répond aux principes généraux de la gravitation à savoir que le maintien sur une orbite stable (plus ou moins circulaire) suppose obtenu l’équilibre entre la force centripète d’attraction et la force centrifuge. L’état stationnaire de l’atome d’hydrogène suppose nécessairement obtenu l’équilibre entre forces centripète et centrifuge. Cette force centrifuge de résistance ne pourrait être qu’interne à la particule autonome et n’avoir pour autre origine que la nature propre de son mouvement permanent de rotation sur elle-même. Mais, on n’explique pas pourquoi le mécanisme de freinage déclenché par l’entrée dans le champ de gravitation ne se poursuit pas, pourquoi la transformation du mouvement de spin en mouvement orbital ne peut continuer. On ne peut poser aucune limite de type mécanique au déroulement du processus dit d’énergie négative (contrairement aux affirmations des « mécaniques » quantique et ondulatoire) Aussi, à défaut de recourir à une explication du type corpusculaire, il nous a fallu recourir à une interprétation «complémentaire» de nature ondulatoire (voir chapitre précédent) Nous avons constaté en effet que le mouvement attractif du proton n’est pas provoqué directement pas le proton, mais qu’il s’effectue «à distance» par l’entrée de l’électron dans le champ de gravitation protonique. L’électron va donc réagir au système d’ondes que constitue un champ électromagnétique provoqué par la rotation de spin du proton. Puisque nous pensons que la mécanique générale n’est en rien mystérieuse et les lois du mouvement sont pas si nombreuses qu’on veut le faire croire, il va de soi que la stabilisation de l’électron sur une orbite stationnaire pourrait bien correspondre à un phénomène mécanique «classique» que nous pouvons parfaitement observer dans le monde macroscopique. Imaginons un système d’ondes concentriques produit par un corps en rotation dans un liquide. Pour un corps plus légers qui situé à proximité, nous allons avoir affaire à deux mouvements contradictoires dans le temps. En premier lieu, ce 2eme corps, lui-même en rotation, va être entraîné et attiré par le tourbillon créé par le corps massif. Puis, à mesure qu’il s’approchera et que s’accroîtra l’amplitude des ondes aquatiques, se produira un effet de répulsion. Le corps plus léger ne pourra jamais franchir cette barrière répulsive et il s’établira sur une orbite d’équilibre. S’il s’agit au contraire de deux corps de même masse et de même moment cinétique, il s’attireront l’un l’autre dans les mêmes proportions, il n’y aura plus de barrière répulsive, les deux corps vont être jointifs et orbiter mutuellement autour de leur circonférence. C’est ce même principe mécanique qui interviendra pour empêcher la chute de l’électron attiré par la masse du proton, comme il explique l’annihilation des particules de signe opposée et de même masse. Le système d’ondes concentriques du proton va constituer le champ de gravitation de valeur dégressive. Ces ondes vont avoir différents niveaux d’énergie, elles seront d’autant moins «dures» qu’on s’éloignera du proton. De même, l’électron va émettre des ondes concentriques, ces deux systèmes d’ondes vont interférer et tendre à égaliser leur niveau d’énergie et s’opposer : l’électron sera maintenu à distance par l’effet répulsif résultant de l’interférence des ondes. [1] Voir annexe X du chapitre X [2] Expérimentalement, on trouve que le moment magnétique nucléaire du proton est de : + 2,792 76 ß. Le signe plus rappelle que le moment magnétique du proton a la même orientation que le spin nucléaire. Quant au neutron, et même s’il ne porte pas de charge électrique, il a un moment magnétique dont la valeur est de -1,913 15 ß. [3] Nous avons parlé jusqu’à présent de rotation orbitale de l’électron autour du proton comme un mouvement réel et effectué mais il n’est pas sûr qu’il en soit ainsi. Plus probable est le maintient à un distance fixe sans mouvement de gravitation. De fait, les deux particules tournent sur elles-mêmes avec un léger mouvement de précession du à leur différence de masse. Dans l’hélium par exemple, il ne peut y avoir de mouvement de gravitation de l’électron, ce qui suppose qu’il puisse passer entre le proton et le neutron, ce que la théorie de la substance de l’espace interdit. Mais cette immobilité de l’électron sur une orbite stable ne change rien à la nécessité de devoir user son énergie de liaison pour affronter la résistance de la substance de l’espace pour vaincre son inertie. [4] Si par exemple nous supposions que le mouvement orbital de l’électron est consécutif à l’attraction du proton, nous déplaçons simplement le problème car il faut que le proton produise lui-même une énergie permanente manifestée sous forme de mouvement transmise à l’électron. Cette énergie serait alors également une énergie de spin . Et si cette énergie de spin du proton produit des effets, on ne voit pas pourquoi celle de l’électron n’en n’aurait aucun sur son propre mouvement. Se poserait de plus la question complètement occultée par la physique des modalités mécaniques de transmission de ce mouvement à distance. [5] Cette orbite stable dépend du rapport des forces entre proton et électron ; Voir annexe X
Les ondes concentriques émises par le proton maintiennent à une distance précise R l’électron. C’est le sens de leur mouvement de spin qui permet leur association attractive et la différence de masse qui les tient éloignés.
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