LES  QUARKS

 Un quark est une paire d'électrons joints par un champ gluonique très intense.

Ce champ est si puissant que les deux électrons sont méconnaissables dans l'ensemble.

 

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À LA DÉCOUVERTE DU QUARK

Pour découvrir la véritable structure du quark, puis de celle du proton, il a fallu faire tout un cheminement en se guidant sur de nombreux indices qui ont été glanés par les scientifiques, particulièrement depuis la découverte des quarks par M. Murray Gell-Mann, vers 1960.

Il faut insister sur le fait qu'en 1964, Gell-Mann avait nommé sa théorie « The Eightfold Way », soit en français « le noble octuple sentier ». Il s'agit d'une allusion à un symbole bouddhiste tenant le chiffre 8 en haute estime. Sa théorie résolument basée sur l'octaèdre régulier indique que toute particule plus lourde qu'un quark est construite à l'aide de quarks. Les compte-rendus donnent à penser que le proton et le neutron doivent avoir une structure à huit faces ou à huit sommets. C'est le cas du cube et de l'octaèdre, et le proton présenté dans ces pages correspond précisément à ces deux structures.

Et puisqu'il est question d'un cube, il faut aussi faire le lien avec l'hypothèse du grand chimiste américain Gilbert Newton Lewis (1875-1946). Ce dernier avait noté dès 1902 que les liaisons chimiques pouvaient s'expliquer en présumant que les électrons périphériques d'un atome étaient disposés sur les huit sommets d'une cube. C'était avant que Rutherford et Bohr ne viennent torpiller le modèle de Thompson, surnommé « plum pudding », en prétendant à tort que les électrons devaient tourner autour du noyau de l'atome. Il s'agissait en fait d'une idée du Japonais Hantaro Nagoaka, émise en 1904.

Mais d'un autre côté, la « brique » élémentaire capable de construire n'importe quelle autre particule n'est pas le quark, mais bien l'électron, tout simplement parce qu'un quark n'est rien d'autre qu'une paire d'électrons. L'espace qui les sépare équivaut au diamètre du proton, et il vaut sans doute des milliers de fois la longueur d'onde de l'électron. De cette manière cet espace se remplit d'un puissant champ gluonique fait d'ondes stationnaires planes, dont la masse est au moins cent fois plus grande que celle d'un seul électron. À cause de la présence envahissante de ces champs gluoniques, qui forment à eux seuls l'essentiel de la masse d'un quark ou d'un proton, et dont la période au centre est d'ailleurs déphasée selon pi / 2, les électrons y sont méconnaissables.

Quels sont les indices qui permettent de repérer la structure d'un quark ?

Parce que les quarks ne survivent pas à l'état libre, il faut les observer à l'intérieur d'un proton ou d'un neutron. Alors ils présentent toutes sortes de propriétés bizarres, et ils sont tellement insaisissables qu'on peut même se demander s'ils existent vraiment. Pourtant, on dispose de nombreux indices qui permettent de remonter de l'électron jusqu'à l'atome complet.

Ces indices sont présentés à la page sur une théorie de l'évolution révisée. On peut présumer qu'à l'origine, la matière n'existait pas. Ce sont les électrons et les positrons qui se sont sans doute d'abord formés spontanément, et ceux-ci ont dû ensuite former des quarks capables de former finalement des protons et des neutrons. La nature ne dispose pas d'un appareillage complexe et elle n'a pas d'autre choix que de faire simple. Du moins dans ce qu'elle a de plus élémentaire. Il y a donc tout lieu de présumer que fondamentalement, la structure des protons et des neutrons est relativement simple.

Il s'agit en quelque sorte d'appliquer la « loi de la simplicité ». Il suffit donc d'évaluer combien il faut d'électrons pour produire les trois quarks, et le nombre minimum, soit six, s'avère être le bon. 

Mais si la nature aime faire simple, l'électron au contraire est capable de tout. À l'intérieur de notre cerveau, il arrive même à penser, ce qui est le résultat d'une évolution.

Ainsi, il faut d'abord comprendre ce qui se passe lorsqu'un électron et un positron sont attirés l'un par l'autre. Bien évidemment, il y a collision, et l'on sait qu'une telle collision produit parfois des quarks, souvent par paires. On montre à la page sur la théorie de l'évolution qu'une telle collision peut non seulement former un quark, mais qu'elle peut en même temps produire une autre paire électron-positron de manière à former un quark et un anti-quark, ou encore une particule plus complexe à trois ou quatre éléments. À cause des six champs gluoniques, deux quarks entrecroisés peuvent sans doute survivre suffisamment longtemps pour annexer un troisième quark, de manière à former un neutron beaucoup plus stable.

Un quark est donc vraisemblablement fait de deux électrons, et pas plus. Parce que le proton et le neutron contiennent des quarks « up » et « down », on peut présumer que c'est dû à une différence de spin. En effet, si le spin devait être le même, il en résulterait un champ magnétique en présence du positron, qu'on suppose être présent à l'intérieur du proton. Ce champ magnétique est très vraisemblable car il permettrait à de nombreux protons de s'assembler à l'intérieur du noyau d'un atome.

Il n'est pas possible à priori d'envisager un amas d'électrons capable de subsister sans se disperser. Pourtant, on sait très bien que des « champs gluoniques » apparaissent en même temps que les quarks et qu'ils sont suffisamment puissants pour vaincre la force électrostatique. D'un autre côté, il est évident que deux électrons qu'on met en présence doivent composer leurs ondes sur l'axe qui les unit.

Selon Augustin Fresnel, cette addition en termes d'énergie doit se faire selon le carré de l'amplitude. Il en résulte finalement, mais sur cet axe seulement, une énergie quatre fois supérieure, ce qui devrait être compensé ailleurs par une énergie inférieure.

Cette addition peut se faire entre les électrons si la période coïncide. Toutefois, si la distance qui les sépare est augmentée ou réduite d'un quart d'onde, les ondes se détruiront entre les électrons, mais elles s'additionneront au contraire au-delà de chacun d'eux :

 

Si les ondes stationnaires se détruisent entre les deux électrons, elles s'additionnent au-delà.

Il en résulte des ondes stationnaires pratiquement concentriques de chaque côté du système.

Ces ondes agissent comme un miroir de télescope et elles produisent donc un disque d'Airy.

 

À première vue, un champ gluonique pourrait donc être le résultat de cette addition. Mais tous ceux qui ont une certaine expérience des antennes d'émission comprendront qu'ici, la loi de la conservation de l'énergie s'applique. Il faut plutôt convenir que cette énergie est tout simplement moindre ailleurs que sur l'axe de manière à compenser.

Mieux encore, ces ondes stationnaires contiennent de l'énergie, il s'agit d'un champ de force, et c'est de la matière à toutes fins pratique. Tout comme les électrons, elles seront donc à leur tour amplifiées par les ondes de l'éther à cause d'un effet de lentille. Et tout comme les électrons, elles devront rayonner constamment cette énergie.

Il faut ensuite faire appel aux opticiens, qui vous diront que si chacun des côtés de ce système fait d'ondes stationnaires pratiquement concentriques devait rayonner de l'énergie, il devrait le faire en direction du centre du système un peu à la manière d'un télescope. Il produirait un disque d'Airy. Et puisqu'il y a deux systèmes parfaitement symétriques qui agissent en sens contraire, on obtiendrait au centre un disque d'Airy stationnaire.

Et finalement, ce disque d'Airy stationnaire sera à son tour amplifié et il rayonnera des ondes de chaque côté, le long de l'axe, et pas du tout ailleurs.

Tout ce système constitue donc un champ gluonique. 

Le champ gluonique et le disque d'Airy.

Très clairement, c'est ce fameux champ gluonique qui est la clé de l'énigme. Il résulte du rayonnement des ondes stationnaires latérales montrées ci-dessus, et qui sont pratiquement concentriques. Un tel système rayonne des ondes exactement comme le ferait un miroir de télescope.

Selon toute vraisemblance, l'onde centrale d'un champ gluonique devrait donc ressembler à s'y méprendre au disque d'Airy. Apparemment, peu d'opticiens savent que ce disque considéré sur un grand nombre de longueurs d'ondes n'a pas seulement un diamètre D, mais aussi une longueur  L  qui dépendent de l'ouverture relative de l'objectif, le tout en longueurs d'onde :

L =  (D  1) 2

Cette équation sera notre fil d'Ariane qui nous conduira à la structure d'un champ gluonique. En plus de donner la longueur du disque d'Airy, elle indique le rapport entre la distance L entre deux émetteurs d'onde synchronisés (quels qu'ils soient) et le rayon  R  de l'ellipsoïde allongé central, où se forment des ondes stationnaires planes : 

 

Si les ondes sont en phase entre les électrons, il se forme des ondes stationnaires au centre.

Ces ondes ont la forme d'un ellipsoïde.

Sa longueur correspond à la distance entre les deux électrons.

Selon :  L = (D  1) 2, on a donc ici :  L = 10 et :  D = 4,16 longueurs d'onde.

 

On observe donc qu'il y a une nette similitude entre les deux phénomènes : le disque d'Airy d'une part, et les onde stationnaires planes entre deux émetteurs synchronisés d'autre part.

Puisque le disque d'Airy affecte en réalité la forme d'un ellipsoïde de révolution allongé, on pourrait parler de l'ellipsoïde d'Airy, et même du « cigare d'Airy ». Par exemple, sa longueur vaut 6 fois sa largeur (qui est le diamètre du disque d'Airy) pour un angle d'ouverture de 30°, soit 180 / 30, et 12 fois sa largeur pour 15°, la longueur d'onde étant de 0,00055 mm.

L'ellipsoïde d'Airy.

Voici les diagrammes que mon ordinateur a produits pour différents angles d'ouverture : 

 

Les variations de « l'ellipsoïde d'Airy ». On obtient au départ une « sphère d'Airy » parfaite.

Selon le demi-angle d'ouverture rapporté à l'axe, on a successivement : 180°, 120°, 90°, 60°, 45°, 30° et 15°.

À faible ouverture, le diamètre du disque augmente selon le chiffre d'Airy (2,44 l).

Remarquer la présence d'un « point » noir aux extrémités, où les deux électrons pourront se cacher.

 

Pour ceux qui n'ont pas l'habitude de ce genre de diagrammes, il faut préciser qu'ils ne montrent pas les ondes, mais seulement leur amplitude en différents points. De plus, ce diagramme est très inhabituel parce qu'il ne montre pas le plan focal, mais plutôt un plan comprenant l'axe optique. L'emplacement du plan focal (et donc du disque d'Airy) est indiqué par le fin trait noir vertical, au centre. La symétrie de part et d'autre est surprenante.

C'est hors de propos ici, mais ce diagramme démontre que la structure du disque d'Airy pour une source sphérique complète sur 360° est identique à celle d'un électron.

Le champ gluonique est un ellipsoïde d'Airy.

Il y a donc tout lieu de croire que le diamètre du disque central du champ gluonique corresponde sensiblement à celui du disque d'Airy standard. Il est probable par contre que les anneaux périphériques soient beaucoup plus intenses. Parce qu'à l'intérieur de la source les anneaux successifs sont alternativement en phase puis en opposition de phase, leur influence est affaiblie sans toutefois être nulle.

C'est donc le « cigare » central qui forme l'essentiel du champ gluonique.

Un disque d'Airy fait d'ondes stationnaires.

De plus, au contraire de l'ellipsoïde d'Airy qui se forme au foyer d'un télescope, le champ gluonique est fait d'ondes stationnaires. C'est qu'il est dans un premier temps le résultat d'un rayonnement provenant de deux directions opposées. Puis, à la suite de son amplification par les ondes de l'éther, il devient lui-même la source d'un nouveau rayonnement beaucoup plus intense, toujours dans deux directions opposées. C'est ce rayonnement qui déterminera les propriétés d'un atome, et qui expliquera les « cônes d'ombre » responsables des liaisons chimiques. 

Sachant que le mot « gluon » vient de l'anglais glue et signifie « particule collante », il est évident que ce champ gluonique doit être capable de provoquer un effet d'attraction très intense. C'est en effet ce qu'une analyse élémentaire basée sur la mécanique ondulatoire confirme.

On sait que des ondes stationnaires planes rayonnent leur énergie dans les deux sens exclusivement le long d'un axe central et perpendiculaire au plan de ces ondes. Ceci signifie qu'il se produit une pression de radiation très forte sur cet axe, et donc une pression plus faible que la normale partout ailleurs. Parce que le champ gluonique utilise l'énergie des ondes de l'éther, l'effet d'ombre y domine nettement sur la pression de radiation, d'où un effet d'attraction particulièrement intense : 

Un champ gluonique produit un effet d'attraction très intense partout sauf sur l'axe.

 

Ainsi donc, un quark est d'abord et avant tout un champ gluonique en forme de cigare très allongé, aux extrémités duquel se cachent deux électrons bien stables à l'intérieur d'un « point noir ». En effet, parce qu'un tel « cigare d'Airy » présente aux deux extrémités une zone où le rayonnement est nul, ces électrons ne sont pas du tout affectés par le rayonnement axial du champ gluonique.

À l'intérieur d'un proton ou d'un neutron, les électrons sont par contre très affectés par la présence des cinq autres électrons. Ils se repoussent fortement, mais on verra plus loin qu'une structure à trois axes orthogonaux permet aux 15 champs gluoniques qui en résultent de neutraliser cet effet.

Les diagrammes montreront des ondes concentriques seulement.

Henri Poincaré a compris que les lois des phénomènes physiques sont les mêmes quelle que soit la vitesse d'un ensemble à travers l'éther. On peut montrer que c'est à cause de l'effet Doppler, qui n'est perceptible qu'en fonction de la vitesse relative d'un autre système.

Pour cette raison il est inutile ici de présenter des diagrammes qui tiennent compte de l'effet Doppler. Ceux qui figurent ci-dessous ne montreront que des ondes concentriques, ce qui simplifiera les choses. 

L'électron présente un noyau onde entière.

Comme on l'a vu plus haut, l'anti-nœud central de l'électron mesure une onde entière et non la demi-onde classique des ondes stationnaires.

Ce point est d'une importance capitale. La plupart des diagrammes montrant des vagues sur l'eau ou des interférences entre deux émetteurs ne s'appliquent pas aux électrons.

Il se produit une inversion de phase entre l'entrée et la sortie, d'où une opposition de phase entre les ondes émises dans deux directions opposées. Lorsque des ondes atteignent un autre électron, elles sont tour à tour en phase, puis en opposition de phase, ou inversement.

Cette inversion de phase peut être observée sur le diagramme de l'électron ci-dessous :

 

 

L'anti-nœud central de l'électron mesure une onde entière.

Pour cette raison, deux crêtes opposées sont distantes d'une demi-onde additionnelle.

 

Même les ondes progressives pulsées par l'électron présentent cette demi-onde additionnelle.

 

Un quark contient une paire d'électrons, mais un paire d'électrons n'est pas un quark.

Une paire d'électrons ou une couple électron-positron peuvent produire tout un éventail de combinaisons et il semble opportun ici d'en faire le tour. D'ailleurs, même la paire d'électrons qui produit un quark n'est pas un quark en soi, car il faut qu'elle soit complétée par un champ gluonique. Or ce n'est pas acquis automatiquement.

Les forces électrostatiques.

On montre à la page sur la force de Coulomb que des forces électrostatiques apparaissent quand deux électrons sont suffisamment éloignés pour que leurs ondes stationnaires cèdent la place aux ondes progressives qu'ils émettent. Sur l'axe qui unit ces électrons, ces ondes forment dans tous les cas des ondes stationnaires planes ou hyperboloïdes.

S'ils sont très éloignés, les électrons émettent des ondes qui forment nécessairement des ondes stationnaires entre eux. Et alors, si la distance entre les deux électrons varie d'une demi-onde, c'est plutôt la période des ondes stationnaires du champ électrostatique qui effectue une rotation complète.

Par contre, les ondes stationnaires de deux électrons très rapprochés (quelques longueurs d'ondes seulement) sont annulées périodiquement à chaque demi-longueur d'onde. Entre ces deux situations, on observe qu'il se forme plutôt un champ gluonique plus complexe, qui résulte de l'addition d'ondes partiellement stationnaires.

Le champ électrique et le champ magnétique.

Le diagramme ci-dessous ne montre pas les ondes stationnaires des électrons ou des positrons. Il montre seulement les ondes qu'ils émettent, et les ondes stationnaires qu'ils produisent. Voici comment les ondes émises par un électron et un positron se composent de manière à produire un champ électrique capable de déplacer les électrons libres à l'intérieur d'un métal ou d'un corps conducteur :

 

Cliquer sur l'image pour obtenir une version animée (690 K).

Ici, les ondes proviennent d'un électron et d'un positron, qui on le sait vibrent en quadrature.

Il se produit des interférences constructives à gauche, mais elles sont destructives à droite.

Cette situation asymétrique produit un champ électrique, dont le sens alterne aux demi-ondes d'écart.

 

Ci-dessous, les particules sont plus rapprochées et elles produisent plutôt un champ magnétique :

 Si l'électron et le positron sont plus rapprochés, ce sont leurs ondes stationnaires qui se composent.

Il n'y a plus d'interférences destructives à droite. Contre toute attente, les ondes rebroussent chemin.

Il faut observer la direction identique des ondes de part et d'autre : on obtient deux pôles.

Il est impossible à prime abord de déterminer si le pôle émetteur est le pôle nord ou le pôle sud.

 

Deux électrons très rapprochés.

L'animation ci-dessous montre deux électrons encore plus rapprochés qu'ils ne le sont dans un quark. Cette situation ne devrait pas se produire parce que les ondes stationnaires intenses qui se forment entre les électrons seraient fortement amplifiées par les ondes de l'éther et qu'elles devraient rayonner toute cette énergie en direction des deux électrons. Ils en seraient fortement repoussés.

Il n'empêche que deux électrons peuvent très bien s'enclencher l'un dans l'autre parce que ces ondes stationnaires sont absentes chaque fois que la distance entre les électrons augmente ou diminue d'un quarts d'onde. Ici, le spin diffère, mais les résultats sont les mêmes si le spin est identique. Il faut alors un quart d'onde additionnel entre les électrons.

Il faut préciser ici que j'ai tenté d'écrire un programme qui montre le diagramme de rayonnement d'un tel système, et que des résultats partiels indiquent qu'il serait strictement identique à ce même système. Il en ressort que deux électrons, s'ils sont plus rapprochés qu'ils ne le sont à l'intérieur d'un quark, rayonnent strictement des ondes comme si chacun d'eux était seul, mais plus fortement. C'est ce qui explique que la force d'un champ gluonique augmente si la distance entre deux électrons ou deux quarks augmente, du moins à l'intérieur de deux limites précises, et non pas l'inverse comme on serait tenté de le croire.

L'électron n'émet des ondes qu'au-delà d'une certaine distance. Très près de son centre, il n'existe que des ondes stationnaires. En plus clair, la force des ondes que l'électron émet augmente d'abord avec la distance. Elle atteint un plateau un peu au-delà des dimensions d'un proton, pour ensuite décliner selon la loi habituelle du carré de la distance.

On verra plus loin que le proton ne peut accepter un positron en son centre que si la période du champ gluonique à cet endroit a subi une rotation de phase égale à pi / 2. Et c'est effectivement ce qui se produit si des ondes « partiellement stationnaires » se composent.

C'est pourquoi le système montré ci-dessous ne peut pas être un quark. À très faible distance du centre d'un électron, les ondes sont parfaitement stationnaires. Elles ne deviennent partiellement stationnaires qu'à partir d'une distance qui correspond à la longueur d'un quark.

 

Si deux électrons sont très rapprochés l'un de l'autre, ce sont leurs ondes stationnaires qui se composent.

Ici, leur spin est opposé ; mais s'il était le même, le résultat serait semblable de toutes façons.

Les ondes se détruisent en principe au-delà de chaque électron, mais ici on a tenu compte de l'affaiblissement.

Ceci n'est pas un quark non plus, car la distance qui les sépare est trop faible.

 

LES ONDES PARTIELLEMENT STATIONNAIRES

Selon le modèle que ce site propose, les ondes stationnaires de l'électron ne s'étendent pas à l'infini. Leur énergie décroît davantage que selon le carré de la distance, de manière à faire place peu à peu aux ondes progressives qu'elles émettent. L'essentiel de cette énergie occupe donc un volume relativement petit, sans doute de la taille d'un atome. Mais d'un autre côté l'électron rayonne des ondes progressives sphériques dont l'énergie décroît vers l'infini selon la règle normale du carré de la distance.

La longueur d'un quark et donc le diamètre du proton indiquent qu'il faut des milliers de longueurs d'onde avant que les ondes stationnaires de l'électron ne se soient transformées en ondes partiellement stationnaires.

Au contraire des « ondes stationnaires mobiles », les ondes partiellement stationnaires sont bien connues. Elles se reconnaissent à leur enveloppe caractéristique, qui affecte la même silhouette que la gousse des fèves ou des pois, comme ceci :

 

Les ondes partiellement stationnaires.

L'amplitude des ondes n'est pas la même dans les deux sens.

 

Même tout près de son centre, l'électron n'est pas fait à 100% d'ondes stationnaires. Parce qu'il est constamment amplifié par les ondes de l'éther, une partie de l'énergie des ondes dites « divergentes » est progressivement remplacée par celle qui résulte de l'amplification. Le transfert d'énergie fait en sorte qu'il se produit une réflexion sur chaque onde sphérique, d'où une différence d'amplitude qui s'accentue avec la distance.

L'électron est fait d'ondes partiellement stationnaires.

Personne ne m'a jamais pris au sérieux là-dessus. Pourtant, vous devriez examiner plus attentivement comment les vagues circulaires se forment lorsque vous jetez une pierre dans l'eau calme d'un étang. Vous verrez bien que la « vague » centrale et même les deux ou trois suivantes oscillent une bonne dizaine de fois. Même s'il n'y a pas d'ondes convergentes, ce sont forcément des ondes « stationnaires », et elles résultent donc d'une réflexion d'une partie de l'énergie sur les vagues suivantes. C'est dû au fait que la circonférence du cercle que forme la vague suivante est plus grande, ce qui se traduirait en électronique par une rupture d'impédance dans le feeder, et donc à la formation d'ondes stationnaires par réflexion.

On sait qu'en électronique, l'impédance a un lien avec les effets de capacité et les effets d'induction. On obtient l'équivalent d'une résistance, et l'impédance est donc donnée en Ohms. Si donc on passe d'un bifilaire de 300 W à un autre de 600 W, ou inversement, une partie de l'onde électronique subira une réflexion et il se formera des ondes stationnaires.

Dans le cas d'une onde mécanique sphérique, la notion d'impédance demeure. Mais au lieu des effets de capacité et d'induction, on peut parler de l'énergie cinétique et de l'énergie consécutive à la compression ou à la dilatation du médium élastique qui véhicule cette onde. Alors, pour la même raison, le fait de passer d'un volume donné à un autre plus grand ou plus petit provoque l'équivalent d'une rupture d'impédance, et donc une réflexion. Une partie de l'énergie reste captive à l'intérieur du même espace.

Les couches d'oignon de M. Wolff.

M. Milo Wolff, qui a aujourd'hui 82 ans, compare l'électron à un oignon, qui comporte des couches successives d'épaisseur constante. Il faut savoir que le volume d'une sphère mesurant une demi-longueur d'onde de rayon vaut exactement sept fois moins que celui de la couche suivante, dont l'épaisseur vaut également une demi-longueur d'onde : 

 

La différence s'estompe à mesure qu'on considère les « couches d'oignon » successives, mais elle ne devient négligeable qu'à très grande distance. Cet effet est présent dans le cas des vagues circulaires, mais il est plus évident dans un espace en trois dimensions. Par exemple, une explosion correctement tempérée en plein ciel produit bien plus que dix ondes. On peut citer aussi l'exemple classique d'un tube qu'on fait entrer en résonance. Si l'excitation cesse, l'air à l'intérieur du tube mettra du temps à cesser de vibrer parce que le volume d'air de la partie externe, sur un rayon d'une demi-longueur d'onde, est bien supérieur au volume interne. Dans ce cas, la « rupture d'impédance » se situe à chaque extrémité du tube.

J'insiste sur ce point parce qu'il se révèle essentiel ici. C'est pour cette raison que le champ gluonique neutralise la charge électrostatique des deux électrons, et que ce champ peut accepter en son centre un positron, qui vibre à la quadrature. C'est ce qui permet d'obtenir un proton.

  Voici donc ma plus récente version de l'électron, qui tient compte de ce phénomène. On voit bien que près du noyau central, les ondes sont parfaitement stationnaires. Par contre, elles deviennent partiellement stationnaires un peu plus loin, pour se transformer finalement en ondes progressives pures. Il convient de préciser que ce diagramme ne montre que quelques longueurs d'ondes alors qu'il en faudrait des millions :

 

L'électron est fait principalement d'ondes « partiellement stationnaires ».

Ainsi, les deux électrons du quark produisent entre eux des ondes dont la période est à la quadrature.

De cette manière, le centre du proton peut accepter un positron, dont la période est aussi à la quadrature.

 

Un quart d'onde.

On peut considérer que des ondes partiellement stationnaires contiennent des ondes stationnaires pures, auxquelles s'ajoutent dans un seul sens des ondes progressives dont la période concorde. Ainsi, lorsque les ondes stationnaires pures entre deux électrons se superposent et se détruisent, les ondes en excédent provenant de deux directions opposées forment pour leur part des ondes stationnaires dont la période est décalée d'un quart d'onde exactement, c'est à dire pi / 2.

La distance entre les électrons peut varier sur une très large plage, mais il est essentiel que les ondes stationnaires qui se forment entre eux se détruisent. Cela survient chaque fois qu'on fait varier la distance entre les électrons d'une demi-onde. On obtient alors le diagramme suivant :

 

Pour un espacement donné, les ondes stationnaires se détruisent entre les deux électrons.

Mais elles s'additionnent au-delà.

La distance entre les électrons correspond à un multiple entier d'une demi-onde, plus un quart d'onde.

 

Ce quart d'onde, plus exactement une rotation de phase de pi / 2, fut mon principal obstacle pendant très longtemps. Je n'arrivais pas à m'expliquer que deux particules aussi semblables que le neutron et le proton puissent exister sous deux formes, l'une neutre et l'autre, positive. La désintégration bêta indiquait que le proton pouvait dissimuler un positron, mais l'existence même de cette antiparticule en son sein semblait improbable.

Soit dit en passant, les neutrinos qu'on croyait issus de la même désintégration bêta n'existent pas. La « création » de cette particule par Wolfgang Pauli et Enrico Fermi (neutrino signifie « petit neutre » en italien) rappelle celle du photon, qui n'existe pas non plus. Dans les deux cas, on a cru les détecter grâce à l'effet Compton. Mais ce dernier a été mal interprété et il peut s'expliquer par un rayonnement et non par une particule.

Ainsi donc, à la condition que les deux électrons d'un quark soient suffisamment rapprochés et que leurs ondes stationnaires se détruisent entre eux, il se produira une rotation de phase de pi / 2 dans les ondes stationnaires centrales situées sur l'axe. Ces ondes vibreront donc sur la fréquence du positron, et alors elles annuleront la charge négative des deux électrons. De plus, lorsque les trois quarks sont entrecroisés sur les trois axes orthogonaux, un espace important près de l'origine O de ces trois axes vibre à la quadrature. Cet espace peut donc accepter un positron, mais pas nécessairement. Il en résulte que cette particule faite de trois quarks peut être un proton, ou encore un neutron.

Le diagramme ci-dessous montre cette situation :

 

Ceci est un quark, quoique le diagramme ne montre pas le champ gluonique.

Ci-dessous, la courbe inférieure est reproduite au ralenti.

Il faut remarquer que les ondes entre les électrons circulent en direction du centre.

Ces ondes contraindront le positron à demeurer au centre du proton. 

 

L'amplitude au centre atteint le maximum pour l'image No. 6 (24 images par période / 4 = 6)

La distance entre les électrons correspond à un multiple entier d'une demi-onde, plus un quart d'onde.

 

Ce quark est différent car il est fait de deux électrons du même spin.

Il produirait un champ magnétique s'il devait contenir un positron en son centre.

Ces deux modèles légèrement différents expliquent les quarks « up » et « down ».

 

La charge électrostatique des électrons est annulée.

L'image No. 6 ci-dessous a été extraite de l'animation montrée plus haut. Si les électrons étaient faits d'ondes stationnaires pures, on n'y verrait rien du tout. Ici, au contraire, on remarque que des ondes apparaissent partout, et que leur amplitude ne varie pas du tout en fonction de leur direction. Leur période correspond à celle d'un positron :

 

Ces ondes vibrent sur la fréquence du positron.

Elles annulent la charge des électrons et elles permettent au positron de subsister au centre du proton.

 

C'est sur la foi de ce résultat qu'on peut penser qu'un tel système est capable de neutraliser la charge négative des deux électrons. Toutefois, ces ondes se composent d'une manière variable en différents points, ce qui explique très bien les charges dites de « couleur » qu'on a cru repérer au voisinage quarks. Pour la même raison, ce qu'on a interprété comme un spin aux tiers est aussi le résultat de variations dans la période, ce qui est chose tout à fait normale quand des ondes s'additionnent sans être tout à fait en phase.

Toutefois ces diagrammes ne montrent pas encore le champ gluonique.

 

 LA FORMATION D'UN CHAMP GLUONIQUE

Dans un premier temps, sur l'axe, les ondes stationnaires des deux électrons du quark se détruisent (partiellement) entre ceux-ci, mais elles s'additionnent au-delà de chacun d'eux :

 

Sur l'axe, au-delà des deux électron, l'addition des ondes produit des ondes stationnaires.

Ces ondes sont amplifiées par les ondes de l'éther à cause de l'effet de lentille.

Elles doivent rayonner la moitié de cette énergie en direction du centre.

Et puisque ces ondes sont courbées, on obtient le même effet qu'avec un miroir de télescope.

  

Mais quatre fois plus d'énergie, ce n'est pas suffisant pour expliquer la puissance énorme du champ gluonique. Les 15 champs gluoniques du proton doivent justifier la plus grande partie de sa masse. En effet celle-ci vaut 1836 fois celle d'un électron, alors qu'il ne contient que six électrons et un positron.

La moitié de l'énergie est dirigée vers le centre.

On sait très bien que des ondes stationnaires, dès que c'est possible, rayonnent leur énergie perpendiculairement au plan de leurs ondes. Or aux deux extrémités de ce système, les ondes ne sont pas planes : elles sont courbées. Il devrait en résulter une concentration de l'énergie à l'intérieur d'un faisceau conique, donc en forme d'entonnoir. De plus, leur centre de courbure ne correspond pas aux deux électrons, mais il coïncide grosso-modo avec le centre du système.

En fait, ces ondes sont alignées à la fois sur des hyperboles, et sur des ellipses concentriques dont les électrons occupent les deux foyers. Elles n'ont donc pas de foyer précis. D'une part, on constate que les ondes de toutes les hyperboles sont en opposition de phase deux par deux. Leur effet est sans doute relativement faible, donc à peu près négligeable. Il ne reste que les ondes stationnaires situées sur l'axe, c'est à dire à l'intérieur du premier hyperboloïde. Leur rayon de courbure correspond à la moyenne des ondes des deux électrons, c'est à dire à peu près le centre : elles sont pratiquement concentriques.

Aux yeux d'un opticien, il devrait apparaître évident qu'un tel système agit comme un miroir de télescope. Il devrait rayonner l'énergie des ondes stationnaires en direction du centre, et l'autre côté du système devrait faire de même :

 

Les ondes stationnaires de part et d'autre de l'axe sont pratiquement concentriques.

Leur centre de courbure ne correspond pas à la distance des électrons.

Selon le principe de Huygens, elles rayonnent et concentrent des ondes vers le centre du système.

Ces ondes circulent en sens opposé et elles produisent un disque d'Airy fait d'ondes stationnaires.

 

Le premier hyperboloïde.

Si la distance qui sépare deux électrons vaut un grand nombre de longueurs d'ondes, on constate que la première hyperbole près de l'axe fait un angle très aigu. Elle adopte rapidement une forme pratiquement conique, et donc un angle d'ouverture approximatif relativement stable.

Un faisceau conique.

Le cône en question peut être comparé au faisceau lumineux d'un télescope. À l'intérieur de ce cône vibrent des ondes stationnaires pratiquement sphériques dont le centre de courbure coïncide tout aussi pratiquement avec le centre du quark. On en a déduit que ces ondes stationnaires devaient rayonner des ondes progressives en direction de ce centre, et que ces ondes devraient se trouver très concentrées en y parvenant. C'est une application du principe de Huygens.

Comme c'est le cas dans un télescope, on obtient de cette manière un disque d'Airy. Toutefois, il existe un système semblable de l'autre côté du quark, ce qui fait qu'au centre, il se forme plutôt un disque d'Airy fait d'ondes stationnaires, ce qui est un phénomène moins familier.

En réalité, on obtient toute une série de disques d'Airy empilés les uns sur les autres, et qui se termine de chaque côté par une zone où l'amplitude des ondes est nulle. L'ensemble forme « l'ellipsoïde d'Airy » mentionné plus haut.

Cet ellipsoïde d'Airy n'est rien d'autre qu'un champ gluonique

L'amplification du champ gluonique.

On répète souvent dans ces pages que l'électron est amplifié par les ondes de l'éther, et que c'est pour cette raison qu'il ne s'évanouit pas après avoir rayonné toute son énergie. Il est sans cesse alimenté en énergie, et il doit donc la rayonner constamment.

Ce phénomène peut s'expliquer (et se démontrer expérimentalement) par un « effet de lentille », en postulant que l'éther véhicule des ondes puissantes et abondantes depuis son origine.

Puisque ce champ gluonique est fait lui aussi d'ondes stationnaires, il est amplifié de la même manière. Mais au contraire de l'électron, qui possède un anti-nœud central relativement petit, le champ gluonique fait plusieurs longueurs d'onde de diamètre, ce qui fait qu'il peut accumuler beaucoup plus d'énergie qu'un électron. Apparemment, entre 90 et 250 fois plus.

On montre ci-dessous une représentation provisoire du champ gluonique. 

 

Le champ gluonique en forme de cigare, après amplification.

Ce diagramme n'est donné qu'à titre d'indication car il est incorrect à plusieurs égards.

Parce qu'il est fait d'ondes planes, ce champ ne peut rayonner son énergie que le long de l'axe.

Les deux faisceau coniques qui en résultent permettront d'expliquer les « cônes d'ombre » (page suivante).

  

Pour réaliser un diagramme plus correct, il me faudra écrire un programme qui tient compte de cette structure inhabituelle. Il y a tout lieu de croire que le programme sera exceptionnellement lent, au point qu'il pourrait être impossible (avec les ordinateurs actuels) d'en tirer des diagrammes parfaitement conformes. Mais mon ordinateur actuel (1,7 MHz) est certainement en mesure de produire déjà des images très révélatrices.

Ces diagrammes devront montrer les « points noirs » au centre desquels les deux électrons sont nichés, bien à l'abri du rayonnement du quark. Ils devront aussi montrer que d'autres points noirs se forment périodiquement (voir l'animation du disque d'Airy à ouverture variable montrée plus haut) de manière à ce que plusieurs protons et neutrons puissent s'y imbriquer et former un noyau d'atome plus complexe. Contrairement aux points noirs du laser, ils se forment à distance constante comme c'est le cas au foyer d'un télescope.

Et finalement, puisque le proton et le neutron comportent de nombreux champs gluoniques dont certains dans des directions parallèles, leur rayonnement devrait présenter la diffraction de Fresnel classique, donc avec des points noirs à distance variable selon le nombre de Fresnel. Un grand nombre de protons et de neutrons les accentuent de manière à ce que les couches atomique d'un atome lourd puissent comporter un nombre invariable d'électrons selon la séquence la plus acceptée en ce moment, soit : 2, 8, 18, 32, 32, 18 et 8 (ununoctium). J'ai toutes les raisons de penser que ces couches ne sont pas établies d'une manière aussi rigoureuse, puisque jusqu'à 6 électrons peuvent occuper simultanément chacun des huit « cônes d'ombre ». Apparemment, les autres se distribuent le long des axes des autres champs gluoniques, qui comportent de nombreux « points noirs », et dont la distance ne coïncide pas nécessairement.

La masse des champs gluoniques.

On a vu que la masse des quinze champs gluoniques du proton est telle qu'elle constitue la quasi-totalité de sa masse totale. Eh fait, la masse du proton atteint 1836 fois celle d'un seul électron alors qu'il ne contient que six électrons et un positron.

À cause des trois quarks, on peut identifier trois champs gluoniques primaires, dont l'axe est plus grand. Toutefois, le fait d'entrecroiser ces trois quarks permet aux électrons de produire douze autres champs gluoniques secondaires, dont l'axe a une longueur inférieure selon le cosinus de 45°, c'est à dire 0,707.

Sachant que le volume d'un ellipsoïde vaut : (4/3) p R1 R2 R3, on constate que le volume des champs gluoniques secondaires est presque trois fois plus faible que celui des champs primaires, soit 2,828. Il en ressort que leur masse devrait valoir respectivement 90 fois et 250 fois celle d'un électron, en première approximation.

On aurait alors :  (12 * 90) + (3 * 250) = 1830.

La formation des quarks.

Seuls deux électrons ou deux positrons sont capables de former des quarks ou des anti-quarks. Une paire électron-positron est très vraisemblablement exclue parce qu'elle ne peut former de champs gluoniques. Or il est bien évident que si des quarks ont pu se former spontanément, il fallait d'abord que des électrons et des positrons s'attirent et se rapprochent.

D'un autre côté, on a observé que les collisions entre électrons et positrons produisaient toujours des quarks par paire, soit un quark et un anti-quark. Logiquement, il faut en conclure que pour qu'une telle chose se produise, il faut que deux électrons et deux positrons soient impliqués dans le même événement.

Après qu'une paire électron-positron s'est formée, elle peut venir en contact avec une seconde paire identique puisque l'ensemble est neutre. Alors les deux électrons sont en mesure de former un champ gluonique entre eux, ce qui aura pour effet de les lier très fortement en un quark. Il en sera de même pour les deux positrons, qui formeront un anti-quark de leur côté.  

  

Veuillez prendre note que cette page pourrait présenter des erreurs.

Je m'emploie à la vérifier point par point, mais il faudra y mettre beaucoup de temps.

 

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Gabriel LaFrenière,

Bois-des-Filion en Québec.

Dernière mise à jour le 19 juillet 2005.

Sur l'Internet depuis septembre 2002.

Courrier électronique : veuillez consulter cet avis.

La théorie de l'Absolu, © Luc Lafrenière, mai 2000.

La matière est faite d'ondes, © Gabriel Lafrenière, juin 2002.

 

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