Bonjour à tous,
une chose m"échappe depuis la "découverte" du boson de Higgs.
J'ai bien compris que la masse intrinsèque d'une particule est nulle mais, se révèle massive au frottement avec le camps de Higgs présent partout.
Bien, donc pourquoi mon corps au repos pèse 80 kg et non 0 kg ?
Je tente une réponse car la friction avec le champs se fait au niveau de l'infiniment petit et qu'à cette échelle Mes particules sont en perpétuel mouvement ?
Peut-être bien...
Bonjour,
"frottements avec le champs de Higgs", non car c'est un mélange de l'image de vulgarisation souvent utilisé et le champs de Higgs lui-même!
Il faut oublier cette image "physique classique" de l'interaction fermions-champs de Higgs. Un fermion n'a pas besoin d'être en mouvement pour interagir avec le champs de Higgs(c'est dire à quel point la vulgarisation parfois peut induire en erreur le profane). A tout moment il y a interaction avec le champs de Higgs, mouvement ou pas.
Pour ma part, je n'ai jamais compris en quoi consistait le champ de Higgs en l'absence de bosons de Higgs. Dans un champ électromagnétique, les photons constituent la trace de l'excitation de ce champ. Et un champ EM sans photon, ça n'existe pas dans la nature. Avec quoi la matière interagit-elle dans un champ qui est censé être constamment dans son état minimal ???
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
Un aimant crée un champs magnétique, mais ne crée pour autant de photons. Cela n'empêche pas qu'il attire.
Oui, mais il faut un aimant. Dans le champ de Higgs, il n'y a rien.Envoyé par Garion
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
Cela montre en tout cas qu'il n'y a pas besoin de boson pour interagir.
La différence, c'est que l'état minimal du champs de Higgs n'est pas de zéro (si j'ai bien compris les différentes explications que j'ai lu).
Rien > 0, c'est difficile à comprendre.
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
Un champs ce n'est pas rien, c'est un champs. Et minimal ne veut pas dire 0.
J'aime bien visualiser un champs comme une immensité d'eau et les excitations de ces champs comme des ondes sur la surface de cette eau. Le niveau de l'eau donnant la valeur du champs.
Le champs de Higgs n'est quasiment pas parcouru par des ondes, mais le niveau est haut.
Bonsoir,
Selon l'électrodynamique quantique, dans l'état 0 du champ (0 photon) la moyenne du carré du champ électrique n'est pas nulle.
Sinon, je suis d'accord avec l'analogie de Garion, qui est formellement tout à fait exacte, la hauteur d'une étendue d'eau pouvant être considérée comme un champs défini dans un espace à 2D.
Le champ est le système physique sur lequel s'applique les lois de la Mécanique quantique. Le boson est une unité qui permet de caractérisé l'état dynamique du champs (son énergie, sa quantité de mouvement, etc...). Mais c'est vrai que ce n'est pas évident à comprendre.
D'une part, le terme "champ" possède deux fonctions : le premier est le nom donné au système physique que l'on décrit, le deuxième renvoie aux valeurs des amplitudes qui déterminent l'état de ce champ en chaque point de l'espace (exemple : l'état du champ électromagnétique, en tant que système physique, est déterminée par la donnée des amplitudes du champ électrique et magnétique à chaque point de l'espace).
On utilise le terme de boson quand on décrit le champ en terme de certaines grandeurs (notamment l'énergie et la quantité de mouvement). Quand on parle "d'amplitude de champ", on utilise une autre grandeur pour décrire ce même champ. Le problème est que d'après la mécanique quantique, les entités mathématiques qui représentent ces deux types de grandeurs ne commutent pas, ce qui veut dire qu'elles obéissent à des relation de type "inégalité d'Heisenberg". Ceci fait qu'on ne peut pas, à la fois, décrire le système en terme d'amplitude de champs et en terme de bosons (de la même manière que l'on ne peut pas parler à la fois de la position d'une particule et de sa quantité de mouvement).
Bonsoir, Aristark, et merci beaucoup pour ces explications.
Peut on dire que le potentiel du champ de Higgs résulte de son couplage avec l'énergie du vide ?
Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.
Salut,
Une analogie foireuse est effectivement de dire que les particule "frottent" sur le champs de Higgs, qui comme il n'as pas une valeur nulle dans le vide est en constante "interaction" avec les autres champs qui compose les particules de notre Univers, d'où la présence d'une masse même en l’absence de bosons de Higgs qui est une excitation du champs de Higgs.
Un bon moyen de comprendre comment le Higgs produit la masse est de prendre la chose à bras le corps avec un peu de Maths ... dsl pour ceux que ça bloque. Si vous aimez pas les maths passez votre chemin, pour le suite je pense qu'un niveau M1 de physique est le minimum pour bien tout comprendre, sinon j'espère que "la logique de la construction" sera assez claire. Bon courage si vous allez plus loin.
Bon pour pas ce trimballer tout un tas de constante dans la suite je considérerais,
Donc commençons par les base. En relative restreinte l'énergie s'écrit :
En mécanique quantique on remplace donc les grandeurs de cette équation par l'opérateur associé :
On obtient alors l'équation de Klein Gordon pour un champs scalaire
En physique on aime bien formulé les théorie sous forme Lagrangienne (c'est élégant et sa marche plutôt bien). L'idée étant de minimiser l'action S
Minimiser cette action S, revient à résoudre l'équation d'Euler Lagrange.
On peut alors "rétro-ingénierier" l'équation de Klein Gordon, de sorte à trouver le Lagrangien dont elle dérive via les équation d'Euler Lagrange.
On obtient alors pour le champs scalaire
Arrêtons un moment pour observer ce dont il retourne :
-On observe que dans un lagrangien, un terme de masse s'exprime en fonction de la norme carré du champs concerné :
Et oui c'est juste à cela que cette introduction devait nous mener. On va alors maintenant construire une théorie de gauge de l'interaction de notre champs scalaire avec un champs de gauge invariant sous un groupe de symétrie
U(1) : L'interaction EM
SU(2) : L'interaction faible
SU(3) : L'interaction forte
Donc on veut rendre notre lagrangien invariant sous une transformation de gauge sous
De façon générale ce choix de gauge n'est pas forcément globale, il peut être locale et donc dépendre des coordonnées de l'espace-temps.
En l'état
Le lagrangien s'écrit alors :
Voici donc un beau lagrangien invariant de gauge, auquel on ajoute le terme associé au champs de gauge libre
Avec
Le terme
Dans le cas d'une symétrie U(1) pour un bosons non massif c'est ce termes qui conduit aux équation de maxwell via les équation d'Euler Lagrange
Si notre bosons de gauge était massif on aurait aussi un termes de la forme
Maintenant nous avons un champs scalaire qui interagit via une interaction respectant une symétrie
Maintenant écrivons le lagrangien de façon plus explicite
On observe la présence d'un terme
Reprenons le terme potentiel
Dans ce cas La valeur du potentiel en
C'est ce genre processus qui est responsable de la masse des bosons Z et W.
Un terme de couplage du même genre apparait pour les fermions en interaction avec le Higgs leur conférant à leur tour une masse, c'est le couplage de Yukawa.
Ainsi bien que le champs de Higgs ne soit pas excité, le fait qu'il est une valeur non-nul dans le vide et qu'il soit couplé avec les autres champs leur donne une masse.
Maintenant cette masse est faible, et la majeur partie de la masse de la matière qui nous compose ne vient pas du mécanisme de Higgs, mais de l'interaction forte, la masse des nucléons est en effet en grande partis (~95%) issue de l'énergie stocké sous forme d'énergie de liaisons dans les nucléons et correspond à l'interaction entre les quarks et les gluons.
Donc voilà, le mécanisme de Higgs est on ne peut plus naturelle et intuitif sous une forme Lagrangienne. Pas besoins de que le champs de Higgs soit excité pour généré de la masse.
@+,
G.
Merci pour cette présentation synthétique très instructive.
Ce qu'il y a de remarquable est l'existence d'autre formalisation mathématique pour exprimer dans un autre langage symbolique l'équivalent du mécanisme de brisure de symétrie de jauge proposé par Higgs.
D’après cette thèse
PatrickEn 1985, M. Dubois-Violette, Richard Kerner et John Madore montrèrent [DVMK89a, DVMK89b, DVKM90b, DVKM90a, DVMK91] que les théories de jauge formulées sur l’algèbre des fonctions à valeurs matricielles possèdent de manière naturelle un mécanisme de brisure de symétrie de jauge analogue à celui proposé par Higgs. Ils utilisèrent pour cela le calcul différentiel basé sur les dérivations [DV88]. Ce modèle fut ensuite généralisé par Robert Coquereaux [Coq90, CHS95] et A. Connes et J. Lott [CL91] à d’autres types de calculs différentiels. En particuliers, il fut montré [CC97, Con96] qu’il est possible d’exprimer le Lagrangien du modèle standard dans un cadre totalement algébrique en utilisant un calcul différentiel construit à partir d’un triplet spectral composé d’un opérateur de Dirac, d’un espace de Hilbert et d’une algèbre. Cette approche permet également d’incorporer les spineurs et la notion de métrique de manière naturelle [Con94] et de formuler un principe de moindre action [CC97]. Il a également été fait usage des techniques de la géométrie non commutative par Jean Bellissard afin de décrire certains systèmes de physique statistique tels que les quasi-cristaux ou encore l’effet Hall quantique. Enfin, il fut mis en évidence par Dirk Kreimer et Alain Connes que la structure du groupe de renormalisation perturbatif peut se comprendre en termes d’algèbres de Hopf (généralisation de la notion de groupe en géométrie non commutative)
Bonjour,
Très intéressant ce liens. Je ne sais pas trop où en sont les avancés en géométrie non-commutative, même si l'approche semple intuitive, il me semblais que cette théorie impliquais un Higgs "lourd" ~ 170 GeV, à comparer aux Higgs du LHC ~126GeV et au contrainte qui exclu fortement un Higgs vers ~170 GeV.
Avez vous plus d'info sur la question ? Gageons que les théoriciens (qui sont vraiment un espèce fascinante
@+,
G.
Non, ce n'est pas mon domaine. Je soulignais juste l'aspect d'équivalence au sens des catégories tel que par exemple la catégorie des C-algèbres commutatives est équivalente à la catégorie des espaces topologiques.
Patrick
Re : Incompréhension champs de Higgs et masse d"un corps
Bonsoir,
Je constate avec beaucoup de plaisir l'arrivé de nouveaux physiciens sur le forum, merci pour ce partage de connaissances et ces explications détaillés.
A bientôt sur le forum.
La logique est une méthode systématique d’arriver en confiance à la mauvaise conclusion.
Bonjour,
Mais comment tu te la pètes?
Si vous n'aimez pas le français, mille personnes vous tendent la main pour y accéder, tout au long de votre route.
Cordialement.
Merci pour cette intervention, oh combien useless !
aurevoir !
Salut Pinard !
Je te trouve bien condescendant, c'est vrai que psyricien aurait du fournir le mode d'emploi, mais comme dans le jargon, on appelle cela une clé de vent. N'aimes-tu voir parler les spécialistes ?
Psyricien invite chacun dont le sujet intéresse d'aller plus loin par lui même. Un bon début les Principes variationnels.
Patrick
Connes et Chamseddine viennent de publier un article qui rétablie la compatibilité du modèle spectral avec un Higgs de 125GeV.Très intéressant ce liens. Je ne sais pas trop où en sont les avancés en géométrie non-commutative, même si l'approche semple intuitive, il me semblais que cette théorie impliquais un Higgs "lourd" ~ 170 GeV, à comparer aux Higgs du LHC ~126GeV et au contrainte qui exclu fortement un Higgs vers ~170 GeV.
Avez vous plus d'info sur la question ? Gageons que les théoriciens (qui sont vraiment un espèce fascinante
http://arxiv.org/abs/1208.1030
D'arpès ce que j'ai compris, dans leurs précédents calculs ils avaient négligé (par erreur) l'intéraction du Higgs le champ qui donne la masse (de Majorana) aux neutrinos "right-handed". En prenant en compte ce champs, ils obtiennent à présent une masse du Higgs compatible avec les 125GeV.
De plus, ils annoncent que l'intéraction avec ce champs stabilise le Higgs jusqu'aux énergies d'unification...
Salut,
Merci pour le liens. C'est très intéressant. Cette approche semble vraiment élégante et donne des résultats impressionnant.
Va définitivement falloir que je me mette à comprendre cette approche plus en détails.
@+,
G.
