« Cosmologie/Les processus de baryogenèse et nucléosynthèse » : différence entre les versions
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Les protons et neutrons forment un plasma tant que protons et neutrons peuvent interagir. Il arrive notamment que des protons se transforment en neutrons et réciproquement. Ces transformations, des réactions nucléaires, ont une probabilité d’occurrence qui dépend de la température. Quand le produit <math>K_b T</math> descend en-dessous de 0.8 Mev, ces réactions deviennent de plus en plus rares, au point que l'équilibre thermique du plasma est brisé. Les quantités de protons et de neutrons sont alors figées, de même que le rapport de leurs densités volumiques. Les calculs donnent 6 protons pour 1 neutron : <math> \frac{N_p}{N_n} \approx 7</math>. Dit autrement, <math>1 \over 8</math> ème de la matière baryonique est sous la forme de neutrons, alors que <math>7 \over 8</math> ème sont des protons. Cela correspond à environ 12% de neutrons pour 88% de protons.
Par la suite, ce rapport va cependant évoluer à cause de désintégrations de neutrons en protons (désintégration bêta). Précisons que ces désintégrations n'ont lieu qu'en-dehors des noyaux atomiques, et ne peut pas toucher l’abondance des éléments chimiques. Par contre, elle change l'abondance des protons et neutrons libres, isolés des atomes. Ces désintégrations suivent la fameuse loi de désintégration radioactive <math> N = N_0 e^{- \lambda t}</math>, avec <math>\lambda</math> égal à 880,3 s. On a alors :
: <math> \frac{N_p}{N_n} = 7 \times \frac{1}{e^{- \lambda t}} = 7 \times e^{\lambda t} = 3.8</math>
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