Particules virtuelles et Big bang et expansion de l'univers

[Deedee81]

l’origine du spin reste mystérieuse

Pas vraiment en fait, la composition des spins (des quarks) est très claire. Par contre le moment magnétique (lié au spin par le facteur gyromagnétique) est difficile. Mais les calculs sur super calculateur (chromodynamique quantique sur réseau) donnent de bons résultats, mais c'est en effet assez récent.
(pour l'électron c'est plus simple : particule élémentaire, => facteur gyro 2 ..... + les corrections des particules virtuelles, un des résultats les plus précis de la physique tant au niveau calcul que mesure)

Ce moment magnétique a-t-il de l'influence sur les autres particules.

Oui, bien que généralement pas majoritaire. Mais il joue sur le moment magnétique nucléaire (à vérifier mais il doit aussi avoir un rôle important pour le champ magnétique des étoiles à neutrons et autres magnétars).

Finalement en réfléchissant je suis étonné que les neutrons externes ne soient pas repoussés par les atomes.

Ben ils peuvent l'être, surtout les neutrons rapides qui sont diffusés (mais étant sans charge électrique et le moment magnétique ne repoussant pas, c'est comme les aimants ils peuvent se "retourner", et l'interaction nucléaire étant énorme, des neutrons dit thermiques fusionnent facilement avec un noyau).

Mais comment une étoile à neutron peut rester stable avec des particules identiques de spin identique. Le principe de Pauli ne s'applique -t-il pas. Ou alors il y a une nouvelle interaction forte ou une très forte agitation thermique contenue par écorce en fer. En dehors de ça il n'y pas de corps composé uniquement de neutrons.

Ces neutrons ne sont pas tous dans le même état, y a pas que le spin dans la vie et c'est l'état quantique complet qui joue pour le principe de Pauli, pas que le spin.

Notons d'ailleurs que les électrons d'une naine blanche sont quasiment dans leurs état fondamental (différents pour chaque électron et vu leur masse minuscule la plupart ont des vitesses relativistes).
On parle de matière dégénérée.
Mais dans une étoile à neutrons, non pour les neutrons (malgré que certains disent erronément le contraire), ils sont "plus excictés" que ça et la liaison est surtout liée à la gravité et l'interaction forte.

Pourquoi ne parle-t-on plus de l'interaction électrofaible ? Il y a eu un prix Nobel pour l'unification de la force électromagnétique et la force faible. Il me semble que l'on soit revenu à la séparation des deux

Ben non, quelle drôle d'idée Mais on n'en parle plus beaucoup dans des actus car elle a été validée en long, en large et en travers (la dernière pierre de touche était le Higgs, initialement introduit pour le problème de la masse des bosns de jauge W et Z de l'interaction faible).

Concernant le chaos Poincaré s'en est aperçu après coup. Mais c'est Lorenz qui a trouvé ça en météo. A chaque fois c'est lié à de minuscules changements de conditions initiales. Concernant la théorie des trois corps j'ai lu que le génial Poincaré avait trouvé une solution à laquelle Newton n'était pas parvenu. En fait c'est très compliqué comme calcul. J'ai lu que Poincaré a dû faire de multiples hypothèses. Comme celle d'un troisième corps de masse négligeable, avec des situations équilibre (lagrangiennes ?). Peut-être qu'en étant un démon de Laplace on pourrait y parvenir totalement. Mais là c'est de la philo.

Pour le "après coup", c'est possible. Pour le reste oui. Je ne connais pas tous les détails.

Oui avec le démon vu que c'est du chaos déterministe (mais on tombera sur les fluctuations quantiques et là plus de démon possible).
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[Deedee81]

On s'est croisé

J'ai posé une question à un des Responsables de projet du LHC. Vous n'êtes pas gêné par l'effet quantique de la superposition d'états lors du cheminement et des collisions des protons. Il m'a répondu non car nous somme dans la première phase. Bon je n'ai pas "pipé mot". Pourquoi cela ne s'applique-t-il pas ???

Les protons sont très focalisés (sinon ils se rateraient) et pour les trajectoires après collisions il y a décohérence quantique, donc UN résultat observé. Bien précis.
Mais je ne comprend pas sa réponse, amha il n'a pas entièrement compris la question et pensait à autre chose, mais je ne sais pas à quoi.

On est d'accord un atome non ionisé est électriquement neutre. Comment se fait-il que le minuscule Electron ait une charge identique mais de sens opposé au gigantesque Proton. Est-ce dû à ses oscillations incessantes.

La quantification de la charge reste mystérieuse, c'est à dire le quantum de charge (à part si ma mémoire est bonne le fait que les quarks ont un ou deux tiers de ce quantum, c'est lié à la symétrie très particulière de la chromodynamique). Rien a priori ne justuefie un quantum "unique" pour toutes les particules (*)
Seule Kaluza-Klein et les cordes donnent une explication, assez jolie d'ailleurs (lie à l'enroulement des dimensions supplémentaires) mais impossible de savoir si c'est juste.

Contrairement à la quantification du spin, comprise de longue date, liée au groupe des rotations, et ses représentations (et de là sa quantification).

(*) si quelqu'un connait autre chose, qu'il n'hésite pas à le dire
edit je viens de faire une recherche, rien a priori

editbis : la conservation de la charge est liée au groupe U(1) et du spin au groupe de rotation : dans ce dernier, le caractère "fini" d'un tour complet conduit à ces valeurs quantifiées. Mais U(1) n'est pas un groupe de ce type (c'est le groupe de translation des réels par exemple) sauf.... si on a des dimensions enroulées.

[Daniel1958]

D'abord encore un fois merci pour tout. Je me sens dans la position d'un élève qui arrive à Gottingen au début du 20 ième siécle.

J'avais émis un modèle possible cosmologie. Bon ce n'était pas bien de ma part. Mais je constate sans le savoir que c'était hypothèse du plus grand savant encore en vie l'univers cyclique. Je veux parler de Sir Roger Penrose. Alors que je suis un nain et lui un Everest en mathématique j'ai eu une peu la même idée que lui concernant l'entropie. Celle-ci pour moi est la loi de base. C'est intuitif mais je sens le temps passer. Je ne vois pas mais pas du tout le temps comme une superposition présente d'événements dont mes sens feraient qu'ils se suivent en ordre chronologique.
Je n'aime pas la théorie des cordes car je ne connais et ressent que trois dimensions et quatre avec le temps. Sinon j'aime bien les possibilités d'univers différents avec à chaque fois une nouvelle réorganisation de la masse/énergie.

Merci pour la physique quantique à mon avis mal enseignée.

[Deedee81]

Je n'aime pas les modèles cycliques mais beaucoup de physicien apprécient (Rovelli par exemple) avec des modèles de boucles, cordes, classiques ou semi-classiques
Mais c'est juste une question de goût et ils ne sont pas moins valables que d'autres.

Moi je préfère un autre modèle issu des boucles, quasi inconnu, le lien avec une "zone" de l'espace d'état avec émergence d'un espace-temps macroscopique et une transition du second ordre (le paramètre d'ordre étant le temps et l'espace, donnant l'expansion etc.) comme le ferromagnétisme (là le paramètre d'ordre est l'aimantation). La zone en question étant chaotique même au niveau espace, temps. Cette préférence n'a que deux justifications :
- je préfère les boucles aux cordes
- ce modèle correspond à "ma philosophie des choses"
Ce modèle n'est pas très élaboré et ma maîtrise des boucles est insuffisante pour prendre le relais (déjà que j'ai du mal pour calculer le "bête" spectre d'un opérateur géométrique)

En théorie des cordes, si on n'aime pas les dimensions supplémentaires (ce n'est pas ce qui me déplaît d'ailleurs) on peut les voir non pas comme des dimensions de l'espace-temps mais juste des dimensions en quelque sorte de l'espace des phases. Une manière abstraite d'encoder les symétries fondamentales de la physique (et donc des cordes).

Pour l'enseignement de la physique quantique, je n'en sais rien car je n'ai suivi.... qu'un seul cours (donc difficile de juger !!!!) et c'était un cours d'ingénieur, donc grosso modo la base (*) et approche très pragmatique.
Par contre dans les cours ayant fait l'objet d'un livre, certains sont formidables comme le cours de MQ de Feynman que je conseille toujours pour débuter (en plus on le trouve gratis sur le net).

(*) bon on a quand même vu la théorie des bandes dans un potentiel périodique (cristaux), ce qui est costaud, et on le comprend dans ce genre de cours : semi-conducteurs etc...
Mais pas de théorie quantique des champs, juste un panorama des particules élémentaires du modèle standard

[Daniel1958]

Merci

Je reprends "En théorie des cordes, si on n'aime pas les dimensions supplémentaires (ce n'est pas ce qui me déplaît d'ailleurs) on peut les voir non pas comme des dimensions de l'espace-temps mais juste des dimensions en quelque sorte de l'espace des phases. Une manière abstraite d'encoder les symétries fondamentales de la physique (et donc des cordes)".
Cette présentation et argumentation est effectivement cohérente et "intellectuellement" très acceptable.

Mais si je ne dis pas de bêtises. On a droit en plus à des branes (issues du mot membrane) avec des cordes cosmiques, une gravité qui serait dans une dimension supplémentaire, une M théorie et j'en passe. Je (et c'est mon fonctionnement qui n'arrive pas trop à faire d'abstractions) vais dire volontiers une conclusion d'un astrophysicien brésilien (mais travaillant dans un des temples de la physique aux Usa). Ne faites pas de la physique dont vous savez que vous ne pourrez jamais l'expérimenter. C'est sage et dans l'esprit d'Ockham. Les cordes pendant des années ont trop envahi la vulgarisation scientifique. Le LHC a bien complété le modèle standard "classique" mais rien pour les supers particules hypothétiques des cordes.

Pour les boucles il me semble que le modèle doit aussi être uniquement à rebond. Le rétrécissement de l'univers ne passerait par le mur de Planck (sur une distance et un temps de Planck ?). Mais pour moi je trouve que dans ces théories (y compris celle qui à mes faveurs) qu'il y a hélas une grosse pierre d'achoppement.
Si on part de l'hypothèse (raisonnable) que la matière condensée ou non sera tôt ou tard (plutôt tard) transformée en photons. E=MC2.
Je pense (c'est gratuit) qu'en l'absence de matière qu'il y aura une déchirure de l'espace-temps avec une coagulation des photons résiduels (dont la population aura augmenté mécaniquement par transformation la destruction de la matière).

Là je trop faible et ignorant en Cosmo. Car la solution de de Sitter ci-dessous invaliderait cette hypothèse séduisante (intellectuellement pour moi) d'une déchirure de espace-temps.
L’espace-temps de de Sitter est une solution exacte des équations de la relativité générale ordinaire découverte dès 1917, vide de matière mais qui comprend une force répulsive appelée constante cosmologique, de valeur positive

[Deedee81]

Mais si je ne dis pas de bêtises. On a droit en plus à des branes (issues du mot membrane) avec des cordes cosmiques, une gravité qui serait dans une dimension supplémentaire, une M théorie et j'en passe.

le "et j'en passe" est faible et il y a aussi cette histoire de compactification des dimensions supplémentaires sur les variétés de Calabi-Yau (la découverte de la décompactification spontanée avec ces variétés est quand même assez remarquable) : des milliards de milliards de milliards possibles.

Et (j'ai un article chez moi mais je ne l'ai pas sous la main) le fait qu'on arrive à retrouver (à l'approximation recherchée évidemment) le modèle standard..... mais pas tout à fait. Et ça c'est quand même fort ennuyant.

Bon, il n'est pas dit que ça ne va pas s'améliorer mais vu la vastitude de la théorie (des dizaine de milliers d'articles théoriques) et ses difficultés techniques, on peut rester dubitatif.

Je (et c'est mon fonctionnement qui n'arrive pas trop à faire d'abstractions) vais dire volontiers une conclusion d'un astrophysicien brésilien (mais travaillant dans un des temples de la physique aux Usa).Ne faites pas de la physique dont vous savez que vous ne pourrez jamais l'expérimenter. C'est sage et dans l'esprit d'Ockham. Les cordes pendant des années ont trop envahi la vulgarisation scientifique.

Sage réflexion mais évidement quand on est pur théoricien on peut toujours dire "quand ce sera mûr on pourra élaborer des tests expérimentaux"

Le LHC a bien complété le modèle standard "classique" mais rien pour les supers particules hypothétiques des cordes.

Attention, ça n'a éliminé que le modèle SUSY le plus simple. Il en reste un important dont le nom m'échappe et le (peut-être) important modèle SUGRA.
Et il est possible de faire les cordes sans supersymétrie (mais d'après Laurent Sacco qui est une référence dans ce domaine, ce serait terriblement alambiqué)

EDIT les modèles SUGRA, il y a quelques variantes

Pour les boucles il me semble que le modèle doit aussi être uniquement à rebond.

Non, il y en a beaucoup (c'est toujours le cas avec les théories, ça n'a rien de surprenant) comme celui que j'ai évoqué et qui me plaît.

Je pense (c'est gratuit) qu'en l'absence de matière qu'il y aura une déchirure de l'espace-temps avec une coagulation des photons résiduels (dont la population aura augmenté mécaniquement par transformation la destruction de la matière).

Là ça ne veut pas dire quand chose. Ca fait mauvaise S.F.

[Deedee81]

Là ça ne veut pas dire quand chose. Ca fait mauvaise S.F.

Précision :
"déchirure de l'E.T." est un non sens. C'est pas du papier. En fait l'E.T. n'est même pas matériel (l'invariance par difféomorphisme rend ça impossible, mais bon, c'est quant même fort technique ça, pas facile à vulgariser).
C'est relationnel (ce sont les relations entre "choses"), ou comme le dit joliment Kip Thorn : "l'espace-temps est défini par ce qui s'y passe". Difficile de déchirer ça !!!!

Et comment coaguler des photons ???? C'est pas des globules rouges. Les photons n'interagissent pas entre eux, ou juste une infime diffusion (mais quand même mesurée) dû à des effets au second ordre.
Diffusion n'est ni coagulation ni attraction, d'ailleurs leur vitesse invariante rend difficilement imaginable une coagulation.
EDIT https://www.pourlascience.fr/sd/phys...-lhc-12681.php
article vraiment intéressant et très facile à lire
(j'avais déjà vu une autre mesure avant mais je ne sais plus du tout où)

De plus, même si les photons se multiplient un certain temps.... vu l'expansion, dans un volume donné ils seront incroyablement dilué (et l'accélération actuelle ne laisse pas vraiment présager une contraction, ce serait plutôt l'inverse).

Enfin, la matière ne peut pas se transformer entièrement en photon (conservation des nombres baryonique et leptonique, toutefois leur violation n'est pas impossible en supersymétrie)

[Daniel1958]

Bonsoir


Bien lu les remarques

Je pensais un peu à la phrase de Weeler disant l’espace agit sur la matière et lui indique comment elle doit se déplacer et que la matière agit sur l'espace et lui dit de se courber.
Donc si la matière n'existe plus la géométrie devient totalement euclidienne. Là j'imaginais une contraction avec des photons se regroupant "à la fin des temps". Et de nouveau des conditions primordiales.

Sinon ben c'est la "noyade" dans un vide sans fin. Un big freeze. Alors pour rire le Cerveau de Boltzmann n'aura pas lieu. Ben ce n'est pas enthousiasmant. Probablement réaliste mais déprimant
Mais je me dis que si l'expansion a eu des sursauts avec l'inflation et la reprise d'une expansion accélérée. L'inverse peut aussi être vrai. Un peu comme une variation d'onde sinusoïdale.

Enfin, la matière ne peut pas se transformer entièrement en photon. Pourquoi ? Après tout, les particules élémentaires sont issues d'un même champ d'énergie. Les protons à vitesse relativiste lors de chocs cinétiques sont bien transformés un temps très bref en photons.

J'ai une question encore sur la physique quantique. Ne pourrait-on pas la considérer globalement comme chaotique (je ne parle pas des calculs expérimentaux). Ces sont des particules complétement baignées par les champs mais avec une gravité quasi absente. Je pensais, par analogie, un peu au mouvement brownien (que l'on peut expliquer) mais qui reste aléatoire.

Une question que je me pose concernant la vulgarisation de la physique quantique. Pourquoi n'a-t-on pas vraiment cherché mathématiquement des modèles fonctionnels d'onde pour les electrons. Un peu comme pour la RG avec ses tenseurs. Certes les formes peuvent être multiples. On en reste à l'équation de probabilités de présence de Schrodinger. Je pense à un canon d'électrons dans un tube cathodique vers un écran (on cannait les trajectoires.

Sinon il y a quand même quelque chose qui m'a dérangé mentalement.

J'ai posé une question à Mr Bricmont (le physicien pas le polémiste (pour moi c'est du Bla-Bla d'intello en mal de sens de la vie). Je lui avais posé la question suivante si dans experience à deux fentes les électrons envoyés par paquets ne risquaient d'interférer les uns avec les autres (même charge, principe d'exclusion de Pauli, intrication). Et bien non ils sont envoyés dans certains cas un par un et ils forment des franges d'interférence ??????????

Ah je suis très têtu. A tout hasard (mais cela peut être un avis personnel) que se passe-t-ils pour les électrons si dans l'expérience à deux fentes je mets un détecteur dans chacune des deux fentes. Mr Bricmont m'a dit il fallait faire l'expérience et calculer. Je reste sur ma faim car l'expérience me semble simple (bien sûr c'est relatif). Je me demande donc s'il pourrait y avoir des franges d'interférences (peu probable), une répartition inhomogène des chocs des electrons sur l'écran cible ou simplement rien sur l'écran. On n'est pas à un mystère près.