Bosons de Higgs et/ou champ de Higgs ?

[alexbo]

Bonjour tout le monde,

J'ai vu, sur ce même site, un article qui parlait du champ de Higgs. Il disait que la masse des particules élémentaires étaient dues au champ de Higgs (et non au boson de Higgs, trop massif pour être stable) mais que des bosons de Higgs pouvaient être créés par fluctuations de ce champ.

J'aimerais savoir si ça signifie que des bosons de Higgs sont créés puis détruits en permanence (comme les paires électron/positron sont créées/détruites par fluctuations du vide quantique) ou qu'ils ne sont créés/détruits qu'occasionnellement, par exemple lors d'un apport extérieur d'énergie.

Merci d'avance pour vos réponses !
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[invite10a2ae1f]

Bonjour alexbo.
Entre nous, je ne suis pas un spécialiste de Higgs, cependant, je vais essayer de te répondre mais un autre avis ne serait que bénéfique pour nous deux.

Pour commencer, la symétrie électrofaible du lagrangien du Modèle Standard implique que les fermions qui constituent la matière sont tous de masse nul. Pour générer des termes de masses, il faudra introduire des termes qu'on appelle couplage de Yukawa, ce couplage est assuré par un nouveau champ scalaire complexe: le champ de Higgs. Ce champ doit etre un doublet par rapport au goupe SU(2) d'isospin faible, ce qui fait que ce champ possède 4 degrés de liberté. Après ça, on utilise une jauge dite unitaire afin d'éliminer 3 degrés de liberté qui seront absorbé dans une redéfinition des champs de jauge, ainsi, on obtient 3 bosons de jauges massif: les bosons de l'interaction faible, et un boson sans masse: le photon.

Pour le 4ème degré de liberté, on va introduire un champ scalaire réel oscillant autour d'une valeur appelé valeur du vide, ce champ est le boson de Higgs, c'est pour cela qu'on dit qu'il y a fluctuation du champ de Higgs , et après calcul, tu trouvera qu'il interagit avec les autres particules.

Pour récapituler, le champ de Higgs contient 4 champs scalaires réels: le boson de Higgs et 3 autres champ qu'on appelle bosons de Goldstone.

Pour ta dernière question, bien sur, le boson de Higgs est créé et détruit en permanence, un exemple, au LHC, on peut avoir :
W+ W- ---> H --->W+ W-
J'espère que ça t'aidera.
Bonne chance.

[alexbo]

Merci beaucoup neutrinoperdu,

Mais je pense que tu n'as pas compris ma question sur la création/disparition permanente du boson de Higgs :
je demandais si des bosons de Higgs étaient créés puis détruits en permanence autour de nous, c'est-à-dire "fabriqués" par le champ de Higgs durant un court instant puis détruits et ainsi de suite.
En gros, j'aimerais savoir si il y a des bosons de Higgs dans la matière courante.

mais je ne comprends pas ta notion de "4 champs scalaires" : ça signifierait que le champ de Higgs serait constitués de bosons de Higgs et de bosons de Goldstone ?

En tout cas, merci pour tes explications !

[Gilgamesh]

J'aimerais savoir si ça signifie que des bosons de Higgs sont créés puis détruits en permanence (comme les paires électron/positron sont créées/détruites par fluctuations du vide quantique) ou qu'ils ne sont créés/détruits qu'occasionnellement, par exemple lors d'un apport extérieur d'énergie.

Les deux, in fact.

Pour chaque particule virtuelle tu peux définir un facteur appelé propagateur de la forme :



avec :

m la masse nominale de la particule virtuelle (par exemple 0 pour le photon, 511 keV/c² pour l'électron, 125 GeV/c² pour le Higgs, etc).
q² le carré de son énergie de masse apparente calculée en lui attribuant l'énergie et la quantité de mouvement assurant la conservation de l'énergie à chaque vertex d'un diagramme de Feynman.

Si la particule est échangée entre deux particules réelles on peut montrer que q² est négative : la particule ne peut pas être réelle.

Si la particule est seule présente à un certain moment dans le déroulement de la réaction, q² est positive (généralement supérieur à la masse nominale m²c⁴) et on a une particule réelle (on peut l'intercepter).

Il peut arriver enfin que la cinématique de la réaction soit telle que q²~m²c⁴ ; la particule intermédiaire est alors quasi réelle. Le propagateur devient alors très grand de même que la séction efficace de la réaction : c'est le phénomène de resonance (à noter que dans ce cas la forme du propagateur est légèrement différente de celle de l'équation ci dessus de sorte que F, bien que très grand, ne diverge pas vers l'infini).

a+

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