particules de masse nulle

[invite54165721]

bonjour,

Il y a de nombreuses questions que je me pose sur les particules sans masse, entre autres:
Y en a t il chargées électriquement?

d'autres questions suivront
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[deep_turtle]

Pour le moment, la seule particule de masse nulle connue est le photon, qui est électriquement neutre. Il n'est pas encore tout-à-fait exclu que l'un des neutrino soit sans masse, mais c'est très peu probable, et de toute façons il est neutre aussi !

[invite54165721]

bonjour et merci,

c'est ce que je pensais, mais y a t il un principe tel que m =0 => q = 0? (ou autres charges) Ces particules ont pu exister avant des brisures de symétrie.
qu'en disent les théories (susy,cordes)?

[Karibou Blanc]

Salut,

Si tu connais un peu la physique des particules, tu sais surement que les interactions sont véhiculées par des particules de spin 1, appelées bosons vecteurs.
Ces échanges de bosons lors des interactions sont controlés par des symétries dites de jauge. Ces dernieres imposent que les bosons soient de masse nulle.
La seule exception connue à ce jour est l'interaction faible, dont la symétrie associée est brisée d'ou l'émergence de masse pour les bosons vecteurs associés (W,Z).
Maintenant je ne vois pas de lien direct entre masse nulle et charge électrique nulle. C'est une pure
coincidence.

D'apres la théorie des groupes, la charge électrique d'une particule est zero si elle véhicule une interaction de jauge abélienne (ex: photon pour le U(1)em) OU si elle "vit" dans une réprésentation singulet du groupe de jauge de l'électromagnétisme (toujours U(1)em).
A ma connaissance il n'y a que les gluons et le photon qui vérifient cela.

KB qui a du mal à être clair.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gwyddon]

D'apres la théorie des groupes, la charge électrique d'une particule est zero si elle véhicule une interaction de jauge abélienne (ex: photon pour le U(1)em) OU si elle "vit" dans une réprésentation singulet du groupe de jauge de l'électromagnétisme (toujours U(1)em).
A ma connaissance il n'y a que les gluons et le photon qui vérifient cela.

KB qui a du mal à être clair.

Les gluons vivent dans la représentation singulet U(1)em ?? Tu m'en bouches un coin là, je ne le savais pas (remarque c'est normal, c'est le début de l'année donc je n'ai sûrement pas encore tout vu du cours )

Tu pourrais m'expliquer un petit peu ?

Merci d'avance

[invite8ef897e4]

Salut !

V. N. Gribov, Local confinement of charge in massless QED
Nucl. Phys. B Vol. 206, Issue 1 (4 Oct.1982) 103-131.

It is shown that massless electric charges cannot exist in nature as they are completely locally screened in the process of formation.

Je n'ai pas accès à l'article en question, mais je crois me souvenir qu'il ne s'agissait que des fermions sans masse qui ne pouvaient pas être chargés.

[invite8ef897e4]

Juste pour anticiper, cette est postérieur au théorème de Weinberg-Witten (dans Limits on massless particles, Phys. Lett. B96 (1980), 59-62)

http://en.wikipedia.org/wiki/Weinberg-Witten_theorem

EDIT : ajout du lien wiki

[invite8ef897e4]

euhhh je viens de m'appercevoir que la partie du théorème de Weinberg-Witten sur les particules sans masses qui ne peuvent être chargée ne s'applique qu'aux hélicités strictement supérieures à 1/2... donc bon, si le papier de Gribov porte sur les fermions (comme il me semble) mon anticipation était inutile...

désolé pour la confusion !

[invitedae5532a]

Pour le moment, la seule particule de masse nulle connue est le photon, qui est électriquement neutre. Il n'est pas encore tout-à-fait exclu que l'un des neutrino soit sans masse, mais c'est très peu probable, et de toute façons il est neutre aussi !

Il me semblait avoir lu que l'on avait finalement trouvé qu'il avait une masse nulle. Quelqu'un peut confirmer ou infirmer ?

Les gluons vivent dans la représentation singulet U(1)em
Tu pourrais m'expliquer un petit peu ?

moi aussi ça m'intéresse...

[invite455504f8]

Il me semblait avoir lu que l'on avait finalement trouvé qu'il avait une masse nulle. Quelqu'un peut confirmer ou infirmer ?



moi aussi ça m'intéresse...

moi aussi ça m'intéresse...
ce que j'aime dans la physique des hautes énergies c'est son côté limpide

[Gwyddon]

Il me semblait avoir lu que l'on avait finalement trouvé qu'il avait une masse nulle. Quelqu'un peut confirmer ou infirmer ?

On sait que les neutrinos oscille, donc nécessairement il y en a au moins deux qui ont une masse. Pour le troisième, je ne sais pas si cela a été prouvé qu'il était sans masse, mais perso je ne vois pas ce qui créérait une telle asymétrie entre les neutrinos.

moi aussi ça m'intéresse...

Bah j'ai la réponse, thanks Rincevent

En fait dire que le gluon est dans la représentation singulet de U(1)(em), c'est ni plus ni moins que de dire qu'il ne "sent" pas l'interaction EM, ie c'est un neutre du groupe de jauge de l'électromagnétisme.

Je pensais à SU(3) pour le gluon, parce que c'est son groupe de "vie" naturel, où il est une représentation irréductible, bah là il n'est pas dans un singulet de SU(3) justement puisque le gluon est sensible à l'interaction forte

[invite54165721]

bonjour,

si un neutrino a une masse nulle, pas de probleme, il se deplace à la vitesse de la lumiere.
Si sa masse est non nulle, toutes les vitesses sont permises.
Cependant le zero de la masse est un nombre reel mathématique; ont peut douter qu'il suffirait de changer la centieme décimale de zero en un pour se retrouver entourés de neutrinos qu'on pourrait depasser en sprintant un peu.
il est légitime de penser que ces neutrinos de masse tres legere ont une vitesse proche de la lumiere.
L'explication de ceci ne semble pas venir de la gravitation puis que l'accélération ne dépend pas de la masse.
Ceci peut provenir du passé de l'univers ou une agitation ''thermique'' de ces particules leur aurait conféré leur vitesse. ceci n'est qu'une supposition personelle. Qu'en serait il pour la repartition des vitesses dans un univers stationaire?

[Karibou Blanc]

En fait dire que le gluon est dans la représentation singulet de U(1)(em), c'est ni plus ni moins que de dire qu'il ne "sent" pas l'interaction EM, ie c'est un neutre du groupe de jauge de l'électromagnétisme.

élémentaire mon cher Watson !

[invitedae5532a]

En fait dire que le gluon est dans la représentation singulet de U(1)(em), c'est ni plus ni moins que de dire qu'il ne "sent" pas l'interaction EM, ie c'est un neutre du groupe de jauge de l'électromagnétisme.

Je pensais à SU(3) pour le gluon, parce que c'est son groupe de "vie" naturel, où il est une représentation irréductible, bah là il n'est pas dans un singulet de SU(3) justement puisque le gluon est sensible à l'interaction forte

ok merci beaucoup , je vais méditer cette réponse (et me plonger dans des bouquins évidemment...)

[Gwyddon]

Euh c'est gentil tout plein, mais en fait merci Rincevent quoi

[invite54165721]

Euh c'est gentil tout plein, mais en fait merci Rincevent quoi

bonjour,

Pas vu de participation de Rincevent dans ce fil: l'effet tunnel?

[Gwyddon]

bonjour,

Pas vu de participation de Rincevent dans ce fil: l'effet tunnel?

Cf post #11, où je le remercie (il m'a donné la réponse par ailleurs)

[invite54165721]

bonjour,

Concernant les brisures spontanées de symétrie, on cite souvent les changement de phase qui se produisent à une certaine température.

Concernant le mécanisme de Higgs qui fait acquérir de la masse aux particules, y a t il aussi une telle notion de température? Dans ce cas au dessus d'une certaine énergie ou peu apres le big bang les électrons (entr'autres) étaient de masse nulle?


bon week end

[Karibou Blanc]

Les symetries en theorie des champs se brisent via la presence d'un potentiel pour le champ dont le minimum se trouve pour une valeur non nulle du champ.

Pour le mecanisme de Higgs usuel (a T=0 K), le potentiel est (choisi) tel que la symetrie electrofaible est (spontanément) brisée, ce qui entraine l'apparition de masses pour les particules se couplant au higgs.
Maintenant, le fait d'etre a une temperature non nulle apporte des corrections a ce potentiel qui peuvent qvoir pour effet si la temperature est suffisament élevée de restaurer la symetrie electrofaible. Il en resulte l'exitense d'une transition de phase entre une période dans l'univers ou les particules sont de masses nulles à tres haute temperature et une période plus froide ou la symétrie se brise, générant ainsi des masses. Donc oui, les particules deviennent de masses nulles si l'on remonte le temps suffisament proche du big bang.

KB

[Gwyddon]

Merci Karibou

[invite54165721]

le fait d'etre a une temperature non nulle apporte des corrections a ce potentiel qui peuvent avoir pour effet si la temperature est suffisament élevée de restaurer la symetrie electrofaible. Il en resulte l'exitense d'une transition de phase entre une période dans l'univers ou les particules sont de masses nulles à tres haute temperature et une période plus froide ou la symétrie se brise, générant ainsi des masses. Donc oui, les particules deviennent de masses nulles si l'on remonte le temps suffisament proche du big bang.
KB

Merci, Karibou Blanc,

Je n'avais jamais lu aussi clairement affirmé le côté dynamique du mécanisme de Higgs.
Y a t il des liens relatifs à cet aspect de cette brisure de symétrie?

[Karibou Blanc]

Je n'avais jamais lu aussi clairement affirmé le côté dynamique du mécanisme de Higgs.

Tout dépend de ce qu'on entend par dynamique.
A température non nulle, le potentiel pour le Higgs recoit des corrections pouvant restaurer la symétrie. cet aspect là est dynamique dans le sens ou ce sont les intéractions entre le Higgs est les autres particules qui générent ces corrections. Cependant le potentiel à température nulle doit toujours etre choisi à la main de manière à briser la symétrie, en ce sens la ce n'est toujours pas une brisure dynamique, c'est une simple paramétrisation.

KB

[invite54165721]

bonjour,

En lisant la réponse de Karibou Blanc j'ai réalisé que mon utilisation au sens intuitif du mot dynamique posait problème.

En googlant 'dynamical breaking' j'ai effectivement eu des centaines de liens(symétries chirales,CPT) trop au dessus de mon niveau, mais montrant que ce mot 'dynamique' a un sens bien précis en physique.

Quelqu'un pourrait il me donner la définition de ce terme, en particulier ce qu'est une brisure dynamique spontanée de symétrie?

[invite4baed56c]

Bonjour,

Je me demande si les "particules" sans masse ou certains vecteurs d' interaction ne sont pas la manifestation de singularités bidimensionnelles dont on ne percevrait que les effets sans pouvoir en apréhender ni la taille, ni la masse ni la charge. Dans un tel cas l'effet de cette singularité sera eventuellement perceptible sur une Particule tridimensionnelle alors que ladite singularité n'existe que dans un plan bidimensionnel (donc sans épaisseur; Z=0) traversant la Particule. Au contact de la singularité et de la portion de Particule existant dans le plan une intéraction est possible sur deux dimensions, et pour une Particule suffisament "rigide" l' effet peut être tridimensionnel.

Qu'en pensez vous....?

[invite8ef897e4]

Particule tridimensionnelle

...

Qu'en pensez vous....?

Qu'entends-tu par "particule tridimensionnelle ?

[invite4baed56c]

Une particule tridimensionnelle (dans ma pauvre terminologie) est une particule existant dans un espace à trois dimensions dont la "mesure" sur chaque axes est supérieure à zero. Ce n'est pas une boutade!! En effet si petite soit l'echelle de mesure et si faible soit la valeur pour chaque axe si X ou Y ou Z est egal à zero, alors ladite particule n'est pas tridimensionnelle. les conséquences peuvent être importantes il me semble. C'est pourquoi j'utilise le terme de singularité bidimensionnelle, mais peut être discontinuité serait il plus approprié?

[Gwyddon]

La "mesure" de quoi ? Ton idée reste assez imprécise pour l'instant... Pour info en tout cas, si tu fais référence à une mesure de taille, dans le cadre actuel de la physique une particule élémentaire est un point.

[invite8ef897e4]

Bonjour,

bonjour,
En googlant 'dynamical breaking' j'ai effectivement eu des centaines de liens(symétries chirales,CPT) trop au dessus de mon niveau, mais montrant que ce mot 'dynamique' a un sens bien précis en physique.

Quelqu'un pourrait il me donner la définition de ce terme, en particulier ce qu'est une brisure dynamique spontanée de symétrie?

La question est très technique. Une brisure dynamique de symétrie est une classe spéciale de brisure spontannée de symétrie. Une brisure spontannée de symétrie, lorsque la symétrie n'est pas réalisée dans l'état fondamental (le vide) de la théorie, est caractérisée par un paramètre d'ordre. Par exemple la température. Au delà d'une certaine valeur du paramètre d'ordre, la symétrie est restaurée. Une brisure de symétrie dynamique est telle que le paramètre d'ordre est composé de plusieurs opérateurs. Par exmple, la brisure dynamique de symétrie chirale a pour paramètre d'ordre le condensat de fermion, qui est un terme bilinéaire en champs de quarks . Plus simplement, la brisure spontanée de la symétrie de jauge de l'électromagnétisme dans le cas de la superconductivité resulte de la formation de paires de Cooper, les paires d'électrons. Donc, la brisure de symétrie dynamique est une situation dans laquelle c'est une interaction entre deux champs qui provoque la brisure, même dans le vide, mais pas de façon explicite dans le lagrangien. Ce n'est pas le cas de la brisure spontanée de symétrie électrofaible, qui résulte de l'identification correcte des degrés de libertés décrivant les particules. Comme l'explique Karibou Blanc, c'est une "paramétrisation".

Si tu brises CPT, je ne sais pas trop ce qui se passe parce que c'est une conséquence des théories quantiques de champs qui respectent l'invariance de Lorentz.

[invite4baed56c]

La "mesure" de quoi ? Ton idée reste assez imprécise pour l'instant... Pour info en tout cas, si tu fais référence à une mesure de taille, dans le cadre actuel de la physique une particule élémentaire est un point.

Effectivement, je dois préciser...
Un nucléon, proton ou neutron à bien une "taille" tridimensionelle (quelques fermis) alors que le photon...

[Gwyddon]

Effectivement, je dois préciser...
Un nucléon, proton ou neutron à bien une "taille" tridimensionelle (quelques fermis) alors que le photon...

Tout simplement parce que les premiers sont composites (composés de quark), le dernier est élémentaire.