Fonctionnement du LHC

[Gwyddon]

Bonjour,

Rappelons aussi que la notion de particule est assez douteuse en théorie quantique des champs (dans certains cas, avec des espace-temps courbe, cette notion peut même perdre tout sens).

La notion de particule est parfaitement bien définie en théorie quantique des champs, merci de ne pas raconter de bêtises...

Une particule c'est simplement une excitation élémentaire du champ associé, ce n'est pas pour rien que l'on a des opérateurs de création et d'annihilation quand on veut décrire un champ à partir de son vide

Cordialement,

G.
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[Deedee81]

Salut,

La notion de particule est parfaitement bien définie en théorie quantique des champs, merci de ne pas raconter de bêtises...

Je me suis mal exprimé. Un indice : comment fais-tu pour définir les particules lorsque l'état du vide et la décomposition en modes est totalement ambigüe ?

Ce que je voulais dire c'est que cette notion devient douteuse dans certaines circonstances. Par exemple, déjà avec des observateurs accélérés on a une notion de particules (l'opérateur de nombre par exemple) différente pour les différents observateurs. Là, ça va encore, car la définition des particules reste bien définie pour chaque observateur et on peut toujours se référer à des moyens plus physiques (par exemple le couplage du champ avec un détecteur, même simplifié tel qu'un système à deux états) et les "bizarreries" s'expliquent aisément (par exemple, dans le vide de Minkowski, le tenseur énergie-impulsion est identiquement nul alors qu'un observateur accéléré observe des particules même avec un détecteur, et pas seulement avec la définition formelle des particules).

On s'en sort plutôt bien également si la variété d'arrière-plan à des zones asymptotiquement plates, si elle est statique ou si une condition de vide adiabatique peut s'implémenter. Bien que là déjà des difficultés apparaissent.

Dans un espace-temps général, là c'est la berezina. Même lorsqu'il y a des symétries importantes il n'est pas toujours possible d'avoir une définition consistante du concept de particules. Ca devient même totalement foireux. Le seul concept qui reste valide est celui de champ.

Je considère que c'est une bonne leçon de ce que nous apprend la théorie. Le concept de particule n'est utile que dans des cas particuliers et il est clair qu'il est loin d'être un concept fondamental. Il vaut beaucoup mieux raisonner en restant entièrement dans le concept de champ. Evidemment, au niveau théorique, cela ne pose guère de difficulté. Quand on décrit un état donné |Psi> et qu'on le développe dans une base donnée avec un état du vide donné, on sait ce qu'on fait (en principe ). Et on sait ce qu'on manipule, dans quel contexte, etc... Manipuler un opérateur de nombre ne me chagrine pas plus que de manipuler n'importe quel autre opérateur. Par contre, au niveau vulgarisation, c'est quelque chose de très difficile à faire ressentir. Comment expliquer les choses avec des particules pour, tout d'un coup, dire : "oui, mais, non, ce n'est pas toujours correct de raisonner comme ça" ? Il vaut beaucoup mieux essayer d'expliquer les choses autrement. La théorie quantique des champs, ce n'est pas la théorie quantique des corpuscules. Alors, faisons avec

[stefjm]

De ce que je comprend, le nombre de particules dépend de l'observateur?

Pour l'observateur Feynman, il n'y a qu'un électron qui balaye tout.... (carabistouilles?)

[Gwyddon]

Salut,



Je me suis mal exprimé. Un indice : comment fais-tu pour définir les particules lorsque l'état du vide et la décomposition en modes est totalement ambigüe ?

Tu n'arrives plus à définir le nombre de particules, ce qui ne veut pas dire que la définition d'une particule est conceptuellement impossible. De plus,

Dans un espace-temps général, là c'est la berezina. Même lorsqu'il y a des symétries importantes il n'est pas toujours possible d'avoir une définition consistante du concept de particules. Ca devient même totalement foireux. Le seul concept qui reste valide est celui de champ.

Et bien ce n'est plus de la théorie quantique des champs, c'est de la théorie quantique des champs en espace-temps courbe, voilà tout. Tu penses vraiment qu'au quotidien je me sers d'une telle théorie ? Il est probable que jamais au cours de ma carrière de théoricien je m'intéresse à une telle théorie

Comme tu t'étais mal exprimé, j'ai préféré rectifier. On n'utilise pas la TQC en espace-temps courbe pour décrire des résultats d'un accélérateur par exemple, et donc la notion de particule a parfaitement un sens dans ce cas précis (on est dans une discussion sur le LHC il me semble).

Cordialement,

G.

[Deedee81]

Tu penses vraiment qu'au quotidien je me sers d'une telle théorie ?

Non ?

Comme tu t'étais mal exprimé, j'ai préféré rectifier.

Tu as bien fait.

On n'utilise pas la TQC en espace-temps courbe pour décrire des résultats d'un accélérateur par exemple, et donc la notion de particule a parfaitement un sens dans ce cas précis (on est dans une discussion sur le LHC il me semble).

Exact. Mais comme je constate de grosses difficultés de compréhension (avec les explications vulgarisées) et comme j'estime que toute leçon (de la théorie/expérience, même débordant du cadre considéré) est bonne à prendre..... Enfin, bon, c'est un point de vue. Ca risque aussi d'introduire des complications inutiles.