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Cosmologie/Les processus de baryogenèse et nucléosynthèse (modifier)
Version du 30 décembre 2019 à 23:29
, il y a 3 ans→Le calcul de l'abondance de l'Hélium
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[[File:Epjconf ena2018 01002 fig1.svg|centre|vignette|upright=1.5|Évolution de la concentration de chaque élément chimique dans l'univers, au cours de la nucléosynthèse primordiale.]]
Sans recourir à ces calculs compliqués, on peut calculer l'abondance des éléments principaux. L'idéal est de se concentrer sur l'hydrogène (le protium) et l'hélium-4 uniquement. Négliger les autres éléments n'est pas un problème tant ils sont rares. En faisant cela, on
Le fait que l'on se préoccupe seulement de l'hélium-4 et de l'hydrogène signifie que le nombre total de noyaux est égal à la somme suivante :
: <math>Y = \frac{4 n_{HE}}{4 n_{HE} + n_H}</math>▼
: <math>n_{total} = n_H + n_{He}</math>
L'hypothèse comme quoi tous les neutrons sont capturés dans les noyaux d'hélium-4 signifie que :
: <math>n_n = 2 \cdot n_{He}</math>, car il y a deux neutrons dans un noyau d'hélium-4.
La première étape est de calculer la quantité totale de baryons enfermés dans les noyaux d'hélium-4. Un atome d'hélium-4 contient 4 baryons, deux neutrons et deux protons. En multipliant par le nombre de noyaux, on obtient cette quantité totale, égale à :
: <math>N^{He} = n_{He} \cdot 4</math>
Pour la seconde étape, on a besoin du nombre total de baryons dans l'univers. Par définition, il est égal à la somme <math>n_n + n_p</math> (la somme du nombre de protons et de neutrons). En combinant les deux équations précédentes, on obtient le rapport entre le nombre de baryons dans les atomes d'hélium et le nombre total de noyaux, que nous noterons <math>Y</math>.
On utilise alors l'équation <math>n_n = 2 \cdot n_{He}</math> :
: <math>Y = \frac{2 \times n_n}{n_n + n_p}</math>
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