92 - questions sur la force forte

« « Le noyau d'un atome est constitué d'une part de protons qui se repoussent sous l'action de l'interaction électromagnétique (les charges électriques de même nature se repoussent) mais qui s'attirent sous l'action de l'interaction forte, et d'autre part de neutrons qui s'attirent sous l'action de l'interaction forte. Dans un noyau, la stabilité est donc assurée par l'interaction forte, et par les neutrons qui, éloignant les protons les uns des autres, diminuent l'intensité de la répulsion électromagnétique entre les protons. » »

Cette description du fonctionnement de la force forte ne cesse pas de nous surprendre. Nous apprenons que :

1) La force électromagnétique dans l’atome est toujours en action

2) Que les neutrons bien que neutres s’attirent mutuellement

3) Que le neutron bien que neutre repousse les protons

4) Cela n’est pas dit mais va de soi : que les protons et neutron sont liés par la force forte.

Ces incongruités, pour être validées nécessitent de recourir à la théorie des quarks et des charges fractionnelles qui permettent au neutron d’avoir à la fois des charges positives et négatives qui finissent par s’annuler :

Le proton est un baryon constitué de deux quarks up et d'un seul quark down. Sa charge électrique est de : 2/3 + 2/3 - 1/3 = 3/3 soit +1.
Le neutron est aussi un baryon composé de deux quarks down et d'un seul quark up. Sa charge électrique est de: 2/3 - 1/3 - 1/3 = 0/3 soit 0. Il est donc neutre.

Nous n’allons pas entrer dans le détail de la critique de la théorie des quarks qui  par ailleurs donne entière satisfaction aux expérimentateurs. Pas plus que nous interviendrons pour décrire  la complexité extrême de cette force forte aux caractéristiques assez originales.

Nous poserons simplement la question suivante : Qu’est-ce qu’une force ? La définition classique et mathématique est : F =mg soit le produit d’une masse par une accélération. Une charge magnétique suppose donc qu’une masse soit accélérée et ainsi proton et neutron lorsqu’ils sont liés par la force forte développent chacun pour leur part une charge attractive puisqu’il n’y a aucune raison de penser que le proton seul est chargé. Quant au neutron, tout se passe à l’intérieur de lui-même de sorte que les fractions de charges s’annulent pour aboutir à la neutralité, laquelle neutralité n’empêche nullement son action et réaction à l’endroit du proton, mais passons.

Si une charge exprime une force, une force suppose une énergie et celle-ci nécessairement un mouvement. Et en effet, la physique n’étant pas une science de magiciens et les forces n’étant pas des fluides magiques, elle traite principalement des corps, de leurs relations et surtout de leurs mouvements. La question est alors de savoir quel est le mouvement de ces deux (et trois) particules qui permettent l’expression de la force qui les lie (car même les gluons qui lient les quarks suppose qu’ils produisent une énergie et donc un mouvement !)

Nous pensons  que le seul mouvement permanent que nous connaissons des particules est celui de leur rotation de spin. Ainsi, si la FEM et la force nucléaire sont le résultat d’une énergie et celle-ci d’un mouvement, on doit considérer que les principes de fonctionnement de ces deux forces sont identiques puisque liés à leur énergie de rotation de masse. Dès lors, et malgré leurs différences manifestes – qui tiennent uniquement à la différence des masses en jeu), nous devons accepter l’idée d’une identité MECANIQUE commune aux deux forces.