Bonjour,
a-t-on une preuve que le photon n'a pas de masse svp ?
car, puisque 'on ne sait pas trop distinguer la masse grave et la masse inertielle, on sait que la lumière est déviée dans un champ de gravitation non ?
un anti-photon est-il dévié dans le champ gravitationnel ?
Si c'est de l'énergie pure (un photon) alors c'est une masse non (E=mc²) ?
Merci.
S'il n'y avait pas de vérité absolue, "toute vérité est relative" en serait une
Question posée à peu près un milliard de fois
Salut,
Guerom a raison.
On n'a jamais de preuve en physique. Mais les mesures les plus précises disent que sa masse est au mieux infime (inférieure à 6x10^-17 eV).Envoyé par ilelogique
Oui. Mais à ce niveau, il ne faut pas employer la gravité newtonienne mais la relativité générale. En relativité générale, ce qui cause la gravité est l'énergie (et pas seulement la masse) et en outre, un corps suit les géodésiques (les chemins les plus court, la généralisation de droite) dans un espace-temps courbe (courbé par le soleil, par exemple). Que ce corps soit une planète ou la lumière.
Il n'y a pas d'anti-photon ou, plus exactement, anti-photon = photon. Il est sa propre anti-particule (car il ne porte aucune charge).
D'une part, ce n'est pas de l'énergie pure (un photon a une impulsion, un spin et c'est le boson de jauge de l'interaction EM).
D'autre part, E=mc² n'est applicable qu'au repos et un photon n'est jamais au repos !
La formule complète en relativité est :
Et pour un photon :
m=0
E=pc (formule aisée à vérifier avec un petit moulin à lumière).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour
il est possible que cette question soit posée jusqu'à la fin des temps...
Il faut comprendre que demander quelle est la masse d'un photon n'a pas plus de signification que de demander si un neutrino est dévié par l'aimant.
Le photon n'a pas de masse, le neutrino pas de charge, les bananes ne sont pas des oranges.
Et tant qu'on y est, le photon étant sa propre antiparticule on a la quasi certitude que l'antimatière suivra les mêmes géodésiques que la matière, ce qui laisse entendre que l'antigravitation : exit, nada, poubelle.
L'electronique, c'est fantastique.
Bonjour,ce n'est pas correct. On peut donner des bornes superieures a la masse du photon par des contraintes experimentales accompagnees d'hypotheses theoriques supposees valides meme si le photon a une masse. Il y a une discussion amusante dans le cours de Feynman sur le gravitation. Il y raconte (traduction libre et non garantie)[...]
je voudrais mentionner une anecdote, datant d'une conversation lors d'un cocktail parisien il y a quelques annees. A un certain moment, toutes les femmes ont mysterieusement disparu, et je me suis retrouve face a un celebre professeur, solennellement assis dans un fauteuil, entoure par ses etudiants. Il me demanda, "Dites moi, professeur Feynman, a quel point etes-vous sur que le photon n'a pas de masse ?". Je repondis "Et bien, cela depend de la masse; evidemment, si la masse est infiniment petite, de telle sorte qu'elle n'ait pas le moindre effet observable, je ne pourrais pas prouver qu'elle n'existe pas, mais je serais heureux de discuter de l'impossibilite d'une masse de valeur donnee. Ma condition sur la regle du jeu est qu'une fois que je vous aurez donne mes arguments a l'encontre d'une telle masse, vous n'en changiez point la valeur." Le professeur choisit alors une valeur d'un millionieme de celle de la masse de l'electron.
Ma reponse fut que, si nous sommes d'accord que la frequence du photon est liee a sa masse par la relation de dispersion, alors des photons de differentes longueurs d'onde voyageraient a des vitesses differentes. Alors en observant l'eclipse d'un systeme d'etoiles doubles, qui serait suffisamment lointain, nous observerions les eclipses bleue et rouge a des temps differents. Puisse que nous n'observons rien de tel, nous pouvons obtenir une valeur superieure a la masse du photon qui se trouve etre de l'ordre d'un milliardieme de la masse de l'electron. La reponse fut traduite au professeur. Alors il voulut savoir ce que j'aurais dit s'il avait choisit un millionieme de millionieme de la masse de l'electron. L'etudiant traducteur etait embarasse par la question, et je protestai que c'etait contre la regle, mais accorda d'essayer a nouveau.
Si les photons ont une faible masse, egale pour tous les photons, on s'attend a des differences relatives plus larges par rapport au comportement sans masse pour les longueurs d'ondes plus grandes. De telle sorte qu'a partir de la finesse connue des reflections de pulsations radar, nous obtenons une valeur superieure legerement meilleure que celle obtenue avec l'argument des etoiles doubles. Il se trouve que cette limite est a un milliardieme de millionieme de la masse de l'electron.
A ce moment, le professeur voulut changer sa valeur de la masse a nouveau, pour un milliardieme de milliardieme de la masse de l'electron. Les etudiants devinrent assez mal a l'aise, et je protestai que s'il continuait a violer la regle, il etait evident que je finirais a court d'arguments. Neanmoins, j'essayai a nouveau. Je lui demandai s'il etait d'accord qu'une masse pour le photon produirait un potentiel de Yukawa en
+1Question posée à peu près un milliard de fois
Si je ne m'abuse, nous n'avons pas de reponse dans la liste des FAQs. Puis-je suggerer d'y copier la reponse de Feynman ? La version originale est disponible depuis google books
Mais ce que j'ai du mal à comprendre c'est que la formule E=MC² montre que toute masse possèdent une énergie et que toute énergie possédent une masse. Or le photon est une particule faite d'énergie donc elle devrait avoir une masse. Non? A moi que E=MC² désigne une "autre" énergie que celle su photon.
Merci de votre aide.
Cordialement.
Encore eut-il fallu faire l'effort de lire le troisieme message jusqu'a la fin.ne marche que si l'impulsion est nulle. Un photon n'a jamais d'impulsion nulle. La formule complete est
Salut,
Regarde le message que j'ai écrit plus haut. E=MC² n'est valable que pour une particule au repos.
Le photon n'est jamais au repos, il se déplace à la vitesse c constante et invariante.
Tu peux aussi regarder dans un livre sur la relativité ou ici :
http://fr.wikipedia.org/wiki/E%3Dmc%....A9n.C3.A9rale
Ils disent bien :
Ils donnent la formule générale (pour une particule de masse non nulle, le cas de masse nulle est abordé juste après).Si la formule E = mc2 concerne une particule au repos [...] que devient [...]
Et le facteur gamma n'est égal à un qu'au repos.
Attention Nico, on trouve parfois dans certains livres le vieux concept de masse relativiste pour lequel E=MC^2 est correct dans tous les cas. Mais cette vieille notion apporte une confusion inutile. Confusion car on confond alors avec le concept de masse propre (appelée anciennement masse au repos) central en physique et qui est une grandeur invariante. Inutile car la masse relativiste n'est jamais que l'énergie totale (aux unités près). Inutile de multiplier les noms pour les mêmes choses.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour humanino
j'aime la réponse de Feynman(et je la connaissais), mais puisque j'ai à faire à un connaisseur, peux-tu me dire à quel point tu es sûr que le neutrino n'a pas de charge électrique ?
je plaisante, of course...
L'electronique, c'est fantastique.
Si tu prends la tranformation classique:
N "=" P + e + v
la conservation de la charge électrique impose que la charge de v soit nulle dès lors que les autres charges sont connues.
Il faut la conservation de la charge et il faut aussi l'egalite des charges de l'electron et du proton. L'egalite est etablie a
Salut à tous,
Effectivement, cette question a été posée (ne serait-ce que sur ce forum) immensément de fois (et si je ne me trompes pas, je l'ai aussi posée ici il y a quelques années de cela). Il est fort appréciable que malgré tout ce temps, certains prennent encore le temps de donner des réponses complètes à la question. Cette fois-ci il y a en prime l'anecdote de Feynman que je suis bien heureux de découvrir!
Néanmoins, maintenant que je comprends un peu mieux la problématique de «la masse du photon» en lien avec la formule E=mc2, il me semble qu'une fois expliqué le «fait» (il s'agit d'un fait dans la limite des contraintes expérimentales sur ce sujet) que le photon n'a pas de masse et que son énergie est donnée, selon la relativité restreinte, par
Quel sens peut-on alors donner à l'égalité
Comme cela a été mentionné plus haut,
Cela me semble répondre dans un sens plus large à la question «quelle est la masse d'un photon?», pour peu qu'on réinterprète légèrement cette question. Bien sûr, il y a la grosse lacune que je viens de voir qui est qu'il n'y a plus de conservation de l'impulsion si le corps m est au repos...
Dernière modification par Universus ; 05/03/2010 à 16h00.
Je n'ai pas pu éditer, alors un autre message afin de racheter un peu mon message précédent qui finalement se révèle plus nocif qu'utile :
L'idée de mon message était de rendre compte de le principe de conservation de l'énergie (de l'énergie-impulsion plus convenablement) peut permettre de lier énergie du photon à l'énergie de la matière pouvant servir à créer le photon ou pouvant être créée du photon. Dans un sens large, c'est la masse de cette quantité de matière qu'on pourrait appeler par abus «masse du photon».
BonjourIl faut la conservation de la charge et il faut aussi l'egalite des charges de l'electron et du proton. L'egalite est etablie a
ça aussi c'était à préciser, parce qu'un pinailleur comme le prof qui interrogeait Feynman pourrait dire que l'égalité n'est pas forcément parfaite et que le neutrino pourrait emporter la différence avec lui.
L'electronique, c'est fantastique.
Bonjour
en lieu et place de 'égalité' il suffit de poser 'équivalence' et le tour est joué. Pour donner une analogie :
5 pommes = 6 poires parce que les deux membres font 1 kg.
Donc 5 pommes 'équivalent' bien à 6 poires mais ne sont pas 'égales'.
L'electronique, c'est fantastique.
Oui, mais en utilisant la mot 'égalité', c'était dans le sens mathématique. Rien ne m'empêche a priori de dire que
je ne sais pas si tu conais la theorie des champs, tu troveras cette reponce dans le livre du Zouber
Non content de ne pas respecter les membres de FS en oubliant l'orthographe, vous avez decide d'ecorcher les noms de Claude Itzykson, Jean-Bernard Zuber ?je ne sais pas si tu conais la theorie des champs, tu troveras cette reponce dans le livre du Zouber
Vous avez le droit d'ecrire p=m (posant c=1) mais ne venez pas demander une interpretation physique a cette equation. Je repete pour la N+1 ieme fois, l'equation correcte est
désolé mais l'orthographe c'est une science que je connait pas .
Je n'ai jamais dit le contraire. Je suis d'accord avec vous depuis la première de ces N+1 fois. Seulement, là n'est pas ce dont je parle.Vous avez le droit d'ecrire p=m (posant c=1) mais ne venez pas demander une interpretation physique a cette equation. Je repete pour la N+1 ieme fois, l'equation correcte est
Pour tout objet massif, la relativité restreinte nous dit que l'énergie totale du corps est donnée par
De cette idée d'une «masse» nulle au photon, en appliquant
Néanmoins, et c'est là l'aspect que je trouve pourrait-être intéressant, si je sais qu'un photon a une énergie
Ce que j'en ai conclu, c'est que le m qu'on obtient en divisant l'énergie d'un photon par
Bref, je trouvais finalement cette interrogation à première vue bien naïve très intéressante, montrant comment en relativité restreinte le principe de conservation de l'énergie-impulsion est assez puissant pour permettre de considérer la conversion de différentes formes d'énergie en d'autres, la transformation de particules en d'autres particules. Pour cet aspect de la création de particules, peut-être bien que le photon peut aider.
Dernière modification par Universus ; 06/03/2010 à 20h25.
Non, ce n'est pas interessant, si ce n'est epistemologiquement et/ou historiquement pour contempler les errements dans lesquels les gens se sont aventures lorsqu'ils comprenaient mal la geometrie associee a la relativite. La relativite ne dit pas que la masse change. Si vous avez lu cela quelque part, selon toute vraissemblance votre reference est obsolete. On definit une particule en theorie quantique des champs comme le mode propre se propageant dans le vide. Le champ doit appartenir a une certaine representation du groupe de Lorentz. On classifie au chapitre 1 d'un livre moderne les representations possibles du groupe de Lorentz, selon un certain nombre d'operateurs de Casimir correspondant a l'algebre de Lie, et l'on trouve que la classification comprend outre le spin un nombre reel positif qui est la masse. La masse est alors la constante intervenant dans le carre du quadrivecteur energie-impulsionNéanmoins, et c'est là l'aspect que je trouve pourrait-être intéressant, si je sais qu'un photon a une énergie
Comprendre la theorie des algebres de Lie, c'est le jardin d'enfant de la geometrie moderne.
A noter qu'en l'occurence, nous disposons d'une reponse dans la FAQ au sujet de la masse variable.
Je n'ai jamais parlé du fait d'une masse variable. Ça fait plusieurs années que je suis sur ce forum à lire les discussions sur ce sujet, sur les nuances entre masse de repos et masse relativiste, comme quoi l'ancienne est obsolète et tout. Ça, je le comprends bien, malgré ce que vous pouvez penser et ce n'est pas du tout de ce dont je parle.
Bien heureux d'apprendre que la physique moderne aborde ce type de problème avec un formalisme mathématique bien établi, enfantin presque dirait-on à vous lire. Tant mieux si cela est simple pour le physicien théoricien moderne, mais cela est encore hors de ma portée actuellement, mais j'ai bien hâte d'apprendre de telles choses.
Ainsi donc, on définit la masse d'une particule comme étant
Je n'ai pas de problème avec cela. On dit que le photon a une masse nulle, donc que
Maintenant, depuis le début ce n'était pas de cela dont je voulais parlé. La 'masse' d'un photon est, pour toutes les raisons dites précédemment, m=0. Néanmoins, nous avons convenu que rien n'empêchait d'écrire a priori
Effectivement, il ne s'agit pas d'un raisonnement faisant appel à de grandes notions algébriques ou plus généralement mathématiques qui font le jardin d'enfants de la géométrie (et de la physique) moderne. Si c'est cela qui rend ainsi la chose inintéressante, pardonnez-moi du dérangement.
Amicalement
Universus
Dernière modification par Universus ; 06/03/2010 à 21h57.
Si vous ecrivez
Soit dit en passant, originellement Einstein n'a pas ecrit
Oui, bien entendu, puisque ce m est, en vertu du principe de conservation de l'énergie-impulsion, essentiellement la masse au repos d'une particule (au repos donc...) pouvant se désintégrer pour donner lieu à (ici une) particule différente. Bien entendu aussi, j'en suis navré, est le fait qu'étant donné que je n'ai jamais mentionné un type particulier de réaction de transformation de particules, en toute rigueur il manque des éléments à ce que j'ai dit qui rendent les choses erronées (aucune mention de la conservation de la charge, du nombre baryonique, etc). Cependant, l'idée était vraiment de dire que ce m pouvait être vu non pas comme une caractéristique de la particule en question, en l'occurrence le photon ici, mais bien une masse (une quantité de matière) requise pour créer le photon avec une telle énergie. Ce m varie bien sûr pour différents photons d'énergie différente, puisqu'il faut convertir plus de matière pour obtenir un photon plus énergétique.
Il est vrai par contre qu'en voulant identifier ce point de conversion d'une forme d'énergie en une autre, j'ai rendu la chose plus confuse qu'autre chose. Vos remarques sont ainsi clairement justifiées afin de rétablir un peu plus les choses.
Pour votre édition, c'est peut-être en très peu de mots comparativement ce que je voulais dire. Merci.
Et que signifie p² dans la formule ?
La formule complète en relativité est :
Merci de votre aide.
Cordialement.
C'est la quantité de mouvement
Je proposerais bien une petite "démonstration" que j'ai vue je ne sais plus où sur Wikipedia et que vous connaissez sans-doute déjà:
On a, pour tout particule (de masse nulle ou non), l'équation:
Et pour toute particule de masse non nulle:
Or pour toute particule de masse non nulle:
Donc pour toute particule de masse non nulle:
Si on généralise l'équation (2) à toute particule de masse nulle ou non (comme on le fait, si je ne m'abuse, pour l'équation (1)), on obtient le système:
qui est valable pour toute particule de masse nulle ou non.
Si on pose v = c dans ce système on voit que E = pc, d'où E² = p²c², et donc nécessairement m = 0.
D'ailleurs, si on pose m = 0, on trouve également v = c. D'où équivalence entre masse nulle et vitesse c.
