boson ?

[invitecd7015d3]

je n' aie pas vraiment saisi la definition exacte des boson ?? ( c' est plus de la phyqique atomique ... )
un quark est un boson ??
vraiment je vois flou la...
merci d' avence.
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[bigarreau]

salut,
un boson est un "vecteur".
tiens:

http://fr.wikipedia.org/wiki/Particu...C3%A9mentaires

c'est interressant

à bientot

[invitecd7015d3]

oui en effet c' est interresant donc les quarks sont des bosons !

[bigarreau]

non, plutot un fermion...
le photon est un boson vecteur de l'interaction electromagnetique

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitecd7015d3]

d' accord et le photon est une particule élémentaire donc ?

[Gilgamesh]

d' accord et le photon est une particule élémentaire donc ?

Oui.

Particules élémentaires :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Particu...%C3%A9mentaire

a+

[invitecd7015d3]

euhh encors une chose:
quel est la difference entre un fermion et un boson ?

[invitecd7015d3]

a c'est bon j'ais compris:
un fermion possède un demi spin

[Gwyddon]

a c'est bon j'ais compris:
un fermion possède un demi spin

Plus exactement un spin de valeur demi-entière, ce n'est pas tout à fait pareil...

[invitecd7015d3]

ok merci encors

[invite9f8bf3bf]

Bonjour,
Disons que au niveau des particules élémentaires tu as deux grands groupes, les bosons de spin entier obéissant à la statistique de bose-Einstein et les fermions de spin demi entier obéissantant à la statistique de Fermi-Dirac. Les quarks eux sont des fermions, ce sont les particules qui constituent les protons et neutrons par exemples, tu as aussi l'électron et les neutrinos (là c'est un sous groupe, les leptons qui ne sont pas constitué de quark). Les bosons de jauge sont en fait les particules messagères des intéractions, par exemple pour l'intéraction faible, tu as trois bosons W+, W- et Zo, pour l'interaction gravitationnelle les physiciens supposent qu'il y a le graviton, pour l'int forte, ce sont les gluons qui en gros "colle" les quarks entre eux, et enfin comme la dit Bigarreau le photon est la particule messagère de l'interaction electromagnétique.

bonne journée à tous!

[invitecd7015d3]

tu veut dire que les bosons et les fermions ne sont que des charges éléctriques? "juste" de l' énergie constituant chaque partit de l' atome ?

[Coincoin]

Sais-tu ce qu'est une particule élémentaire ?

[mariposa]

tu veut dire que les bosons et les fermions ne sont que des charges éléctriques? "juste" de l' énergie constituant chaque partit de l' atome ?

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Il y a 2 sortes de particules que tu peux te representer comme des points. Ce qui distinguent les 2 types de particules c'est le spin. le spin peut se comprendre comme un mouvement de rotation de la particule sur elle-même, cad un mouvement de toupie.
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Les bosons ont des spins entiers 0,1,2 etc..
Les fermions ont des spins demi-entiers 1/2, 3/2, 5/2 etc...
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En plus les particules peuvent posséder ou non une charge électrique. Ils peuvent posséger d'autres propriétés du même type que la charge électrique par exemple la charge de couleur qui existe en trois exemplaires: bleu, rouge, vert (c'est bien entendu une métaphore).
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Le boson le plus connu est le photon de spin 1 qui a une masse nulle une charge électrique nulle et sans couleur (il est blanc).
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Le fermion le plus connu est l'électron qui a 1 spin 1/2 une charge électrique -1 (dans la bonne unité) et ne possède pas de couleur (il est blanc).
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Il existe 6 types (on parle de saveur) des quarks (notés up, down, str etc..) qui possèdent soit une charge électrique 2/3 soit une charge électrique -1/3. Chaque type de quarks existe dans une couleur différente.
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A partir de particules élémentaires on peut fabriquer des particules composites. Par exemple le proton est un assemblage de 3 quarks up,up, down mais avec des couleurs différentes, le résultat du mélange est que le proton est blanc de couleur. Comme un quark up a une charge électrique 2/3 et le quark down une charge électrique -1/3 la charge du proton est la somme soit +1.
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Sachant que le neutron est composé d'un quark up et de 2 quarks down je te laisse le soin de calculer la charge électrique du neutron.

[invitecd7015d3]

merci pour ces explication ( nous ne somme pas sur que les quarks sont des particules élémentaire, c' est ce qu' on disait avec les protons et les neutrons jusque au jour ou on a découvert les quarks.)
je connaisait déja les 3 quarks qui formait le proton et le neutron, seulment, je ne me souvenait plus de leurs charge.

[mariposa]

merci pour ces explication ( nous ne somme pas sur que les quarks sont des particules élémentaire, c' est ce qu' on disait avec les protons et les neutrons jusque au jour ou on a découvert les quarks.)
je connaisait déja les 3 quarks qui formait le proton et le neutron, seulment, je ne me souvenait plus de leurs charge.

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Pour l'instant aucune piste n'indique que les quarks ne soient pas des particules élémentaires. Autant ne pas se poser trop de questions que personne d'ailleurs ne se pose.

[Gwyddon]

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Pour l'instant aucune piste n'indique que les quarks ne soient pas des particules élémentaires. Autant ne pas se poser trop de questions que personne d'ailleurs ne se pose.

Pas d'accord, on se l'est posée sérieusement via les la technicolor

[invite1a50edc3]

La définition des bosons et des fermions vient en fait d'un postulat de la mécanique quantique : le postulat de symetrisation. En gros, quand on a un systeme de plusieurs particules identiques, le fait de permuter les variables relatifs à une des particules s'accompagne soit d'aucun changements dans la fonctions d'onde ( bosons) soit d'un changement de signe ( fermions) alors qu'on aurait pu imaginer qu'elle entraine un changement de phase quelquonque. De la, on montre les deux statitistiques. Il y a un théoreme qui relie bosons-spin entier et fermion-spin demi-entier mais il est contesté par certains physiciens, ce qui est certain c'est que l'expérience n'a jamais montré le contraire.

[Karibou Blanc]

l y a un théoreme qui relie bosons-spin entier et fermion-spin demi-entier mais il est contesté par certains physiciens, ce qui est certain c'est que l'expérience n'a jamais montré le contraire.

Quels physiciens ?

[mariposa]

La définition des bosons et des fermions vient en fait d'un postulat de la mécanique quantique : le postulat de symetrisation. En gros, quand on a un systeme de plusieurs particules identiques, le fait de permuter les variables relatifs à une des particules s'accompagne soit d'aucun changements dans la fonctions d'onde ( bosons) soit d'un changement de signe ( fermions) alors qu'on aurait pu imaginer qu'elle entraine un changement de phase quelquonque. De la, on montre les deux statitistiques.

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D'accord avec ce que tu écris sauf qu'il ne s'agit pas d'un postulat, comme trop souvent présenté dans les livres mais le fait que l'hamiltonien d'un système commute avec l'opérateur Permutation [H,P]=0
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Cela veut dire que les vecteurs propres de H sont des representations irreductibles du groupe de permutation.
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D'ailleurs cela est valable à 3 dimensions. Le même raisonnement dans un espace à 2 dimensions montre qu'il existe un ensemble infini dénombrable de particules que l'on appelle anyons (anyone) dont le boson et le fermion ne sont que 2 cas particuliers. Ceci est à la base de l'interpretation de l'effet Hall quantique fractionnaire.

Il y a un théoreme qui relie bosons-spin entier et fermion-spin demi-entier mais il est contesté par certains physiciens, ce qui est certain c'est que l'expérience n'a jamais montré le contraire.

C'est le fameux théorème spin-statistique dont je ne connais pas la démonstration. En principe il est tres fondamental à la TQC au même titre que l'invariance TCP. Je doute qu'il puisse être mis en cause sauf justement, et sous très haute réserve, en 2 dimensions.

[invite1a50edc3]

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D'accord avec ce que tu écris sauf qu'il ne s'agit pas d'un postulat, comme trop souvent présenté dans les livres mais le fait que l'hamiltonien d'un système commute avec l'opérateur Permutation [H,P]=0
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Cela veut dire que les vecteurs propres de H sont des representations irreductibles du groupe de permutation.
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Puisque H et P commutent ils sont codiagonalisables, mais les valeurs propres de P ont comme seule contrainte d'etre de module 1 ( P est unitaire), le postulat est, à mon avis, que ces valeurs propres sont 1 et -1 ( cela pourrait etre n'importe quel nombre complexe de module 1).

Mon prof de physique quantique ne critique pas la demonstration du théoreme spin statistique mais trouve que celui-ci repose sur des hypotheses non vérifiés mais il faudrait demander à des personnes connaissant mieux le sujet que moi.

[Karibou Blanc]

Mon prof de physique quantique ne critique pas la demonstration du théoreme spin statistique mais trouve que celui-ci repose sur des hypotheses non vérifiés mais il faudrait demander à des personnes connaissant mieux le sujet que moi.

Personnellement je n'ai jamais vu de "démonstration" de ce théorème (et je me rappelle ca avait été une grande frustration au DEA), dans tous les livres que j'ai vu en TQC (et je crois en avoir vu pas mal...) personne n'en parle en détail, il y a toujours un petit paragraphe faisant simplement état du théorème et disant que c'est fondamental, mais pas de démo...
Alors si ton prof à une démo sous la main, pourrais tu la lui demander ?

KB

[mariposa]

Puisque H et P commutent ils sont codiagonalisables, mais les valeurs propres de P ont comme seule contrainte d'etre de module 1 ( P est unitaire), le postulat est, à mon avis, que ces valeurs propres sont 1 et -1 ( cela pourrait etre n'importe quel nombre complexe de module 1).

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Cela ne marche pas comme çà. Quand tu as 2 objets et que tu fais une permutation P suivit d'une deuxième permutation tu as l'opération identité. Ce groupe est un groupe a 2 éléments P et I avec P-1= P.
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Tu établis la table des caractères de ce groupe et tu trouves deux representations de dimension 1. La première representation qui est (1,1), c'est la representation triviale la deuxième c'est (1,-1).
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Conclusion: les vecteurs propres de H se transforment sous P soit en gardant le même signe soit en changeant de signe qui correspond respectivement aux bosons et aux fermions. Ceci est une consèquence naturelle des premiers principe de la MQ et non un postulat.

Mon prof de physique quantique ne critique pas la demonstration du théoreme spin statistique mais trouve que celui-ci repose sur des hypotheses non vérifiés mais il faudrait demander à des personnes connaissant mieux le sujet que moi.

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J'en doute mais je peux vérifier. Si je ne l'ai jamais fait c'est parceque la démonstration n'est pas vraiment marrante. Je pourrais envisager de faire un effort.
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Par contre tu me ferais plaisir de faire savoir à ton prof quil n'y aucun postulat de symétrisation.Il s'agit d'une banale conséquence de la théorie des groupes.

[invite8ef897e4]

Bonjour

Personnellement je n'ai jamais vu de "démonstration" de ce théorème

Je ne l'ai pas lu en details, mais on m'a toujours cite le "PCT, Spin and Statistics, and All That" comme la reference dans laquelle se trouve la fameuse preuve, j'imagine tout de meme avec quelques "on montre facilement que..."

edit
l'article original :
W. Pauli, The Connection Between Spin and Statistics, Phys. Rev. 58, 716-722(1940)

[mariposa]

Mon prof de physique quantique ne critique pas la demonstration du théoreme spin statistique mais trouve que celui-ci repose sur des hypotheses non vérifiés mais il faudrait demander à des personnes connaissant mieux le sujet que moi.

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J'ai trouvé une démonstration superbe dans le tome 1 de TQC de S.Weinberg paragraphe 5.7.
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L'argumentation repose sur des arguments des groupes.
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Après avoir montrer que l'algébre de Lie du groupe propre de Lorentz c'est la somme directe SU(2)*SU(2) il note que les representations irréductibles sont a 2 indices qu'il note (A,B) cad 2 fois les representations de SU(2).
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De là il construit les champs causaux les plus généraux qui se transforment comme n'importe quelle representation irréductible de ce groupe. Il en ressort la connexion spin-statistique connue à travers une expression qui lie les dimensions des representations irreductibles.
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En résumé la connexion spin-statistique est la conséquence du groupe de Lorentz (via ses representations irréductibles) + la causalité.
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Cette démonstration fondée sur les groupes est incontournable. Par contre si on touche au groupe de Lorentz tout doit être revu ou du moins adapté.

[Karibou Blanc]

edit
l'article original :
W. Pauli, The Connection Between Spin and Statistics, Phys. Rev. 58, 716-722(1940)

Merci beaucoup !

En résumé la connexion spin-statistique est la conséquence du groupe de Lorentz (via ses representations irréductibles) + la causalité.
.
Cette démonstration fondée sur les groupes est incontournable. Par contre si on touche au groupe de Lorentz tout doit être revu ou du moins adapté.

Cette démo m'était restée caché jusqu'à maintenant ! Je ne pensais pas que Weinberg en donnait une dans son bouquin, j'ai du confondre avec CPT. Je fonce lire cette preuve !! Merci.

Au passage, fait-il une quelque hypothèse sur la dimensionnalité de l'espace-temps ? et/ou est que la relation entre irr.rep. dont tu parles fais dépend explicitement du nombre de dimension ?

[Gwyddon]

Conclusion: les vecteurs propres de H se transforment sous P soit en gardant le même signe soit en changeant de signe qui correspond respectivement aux bosons et aux fermions. Ceci est une consèquence naturelle des premiers principe de la MQ et non un postulat.

Sauf que tu ne raisonnes que sur deux particules ici.

Or lorsque l'on s'occupe de plus de deux particules, on contraint en parlant d'état complètement symétrique, ou d'états complètement antisymétrique (contrainte non présente en utilisant uniquement la théorie des groupes) ; et c'est bien un postulat, désolé de te contredire

Cf page 1380, Mécanique quantique II (Cohen, Diu, Laloë)

[mariposa]

Au passage, fait-il une quelque hypothèse sur la dimensionnalité de l'espace-temps ? et/ou est que la relation entre irr.rep. dont tu parles fais dépend explicitement du nombre de dimension ?

Oui puisqu'il parle du groupe de Lorentz usuel. Donc il ne raisonne pas avec un nombre quelconque de dimensions spatiales. A vue de nez si tu changes la dimension d'espace il faut revoir les dimensions des representations irréductibles etc.. et donc.... mais peut-être que çà ne change rien. Une chose est sur, il faudrait vérifier. J'ai parcouru sa démonstration pour comprendre la philosophie de la démarche mais je ne m'engagerais sur rien.

[Gwyddon]

Oui puisqu'il parle du groupe de Lorentz usuel. Donc il ne raisonne pas avec un nombre quelconque de dimensions spatiales. A vue de nez si tu changes la dimension d'espace il faut revoir les dimensions des representations irréductibles etc.. et donc.... mais peut-être que çà ne change rien. Une chose est sur, il faudrait vérifier. J'ai parcouru sa démonstration pour comprendre la philosophie de la démarche mais je ne m'engagerais sur rien.

Ce serait intéressant dans le contexte des théories à dimensions supplémentaires de voir ce que ça donne, et/ou aussi dans le cadre de la supersymétrie.

[mariposa]

Sauf que tu ne raisonnes que sur deux particules ici.

Or lorsque l'on s'occupe de plus de deux particules, on contraint en parlant d'état complètement symétrique, ou d'états complètement antisymétrique (contrainte non présente en utilisant uniquement la théorie des groupes) ; et c'est bien un postulat, désolé de te contredire

Cf page 1380, Mécanique quantique II (Cohen, Diu, Laloë)

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Bonne remarque. C'est vrai j'ai l'habitude de raisonner sur 2 objets. Il faudrait regarder le groupe de permutation sur N objets. Etudier les classes etc.. S'il y a plus de 2 representations irreductibles (c'est certainement le cas) alors j'ai tord et il faut donc bien postuler que les seuls états appartiennent aux 2 seules representations usuelles. Merci pour cette objection pertinente.