Sur expérience en synchrotron
Bonjour à tous!
J'aimerais savoir qu'est-ce que preconise la théorie ou les théories actuelles sur le sort des particules, si un jour on parvient dans un synchrotron à les accèlerer à une vitesse supérieur à celle de la lumière (célérité / c)??
Salut,
Premièrement, un synchrotron n'est qu'un type particulier d'accélérateur (dans lequel ce qui nous intéresse est le rayonnement des particules accélérées et non les collisions entre particules).
Deuxièmement, pour répondre à ta question, la théorie préconise de refaire tes calculs, car c'est tout bonnement impossible.
On arrive à accélérer des particules à 99,9999...% de la vitesse de la lumière, mais on ne peut pas atteindre la vitesse de la lumière (pour une particule massive).
Re : Sur expérience en synchrotron
Envoyé par Coincoin
Bonjour et merci, Coincoin!
Alors C2 ou (célerité au carré) est une vitesse définie pour quel genre de particules?
c est la vitesse des particules sans masse (comme le photon).
Toute particule ayant une masse (même faible) ne peut pas atteindre c, juste s'en approcher.
Re : Sur expérience en synchrotron
Bonjour Coincoin et bravo encore!
Dites moi alors si c —selon vous vitesse exclusive des photons (particules sans masse)— comment peut-on comprendre le sens physique de E=mc2…
Un photon ayant m=0 et voyageant à cette vitesse extraordinaire qui est c au carré; selon la propre équation mathématique ne possèderait aucun energie puisque en mathématique élementaire —qui est mon humble niveau— tout valeur multiple par zéro donne pour résultat une nullité mathématique et dans le cas où il se refere à un phénomène physique, il me semble que cette nullité ne correspondrait à rien de physique ou concret, non?
A moins que dans ce cas prècis il existerait une exception dont je n'ai pas encore eu des nouvelles, veuillez s'il vous plaît me la faire connaître;
Bonjour,
vous devriez commencer par lire la FAQ de ce forum, question 6:
http://forums.futura-sciences.com/post302894-6.html
cela répondra à votre question
Bonjour Chup!
Merci pour votre renvoi à la FAQ; cela m'explique les utilisation et calculs que vous utilisez en prenant l'équation dont nous discutons comme point de départ…
Je vous remercie à tous pour cet échange très enrichissant pour moi même si je reste tarodé par la même question à la quelle l'explication de la question n° 6 ne donne pas satisfaction.
C'est à moi de chercher une autre voie pour pouvoir vous comprendre! Merci tout de même!
Comme expliqué dans la FAQ, mc² est seulement l'énergie au repos. En mouvement, il faut rajouter l'énergie cinétique, on a alors E²=p²c²+m²c4 où p est la l'impulsion.
Un photon n'a pas de masse mais il a une impulsion.
Re : Sur expérience en synchrotron
Bonjour Coincoin! Toujours épatant!
Vous m'apprenez un nouveau developpement théorique ou mathématique que tente de m'expliquer le phénomene qui est le photon et dont je ne consteste absolument pas l'existence, loin de là!
Ce dont je ne suis pas encore convaincu est l'explication que votre science à donné à son sujet.
Vous me dites que dans ce nouvel approche la "masse" du photon est remplacé par le concept "impulsion" qui si je comprends bien tien compte à la fois de la particularité du photon de ne pas être un corps massif mais un corps en mouvement… Ainsi si p tient compte aussi bien de la nature du photon comme quelque chose qui ne saurait possèder une energie au repos comme le prévoit mc2; pour quoi alors dans votre équation il y apparaît à nouveau et même si p represente déjà son mouvement pour quoi introduire encore un c2?
Si l'on supprime la majoration faite par l'ensemble mc2 parce qu'il n'est pas valable pour le photon et que l'on garde E2=pc2
cela veut dire que l'energie du photon serait alors E égale à la racine carré de la pulsion p majorée par la vitesse de deplacement c tout court?
Merci encore!
La formule que j'ai écrite est valable pour tout particule. Pour une particule au repos, elle se réduit à E=mc², tandis que pour une particule sans masse, on a E=pc.
Les c qui interviennent ne correspondent à aucune vitesse directement. On appelle c "vitesse de la lumière", mais ça serait plus rigoureux de l'appeler "constante de l'espace-temps". Simplement, on montre facilement qu'une particule sans masse à une vitesse égale à c. Donc historiquement c s'appelle "vitesse de la lumière".
Quant à l'impulsion, ce n'est pas quelque chose de nouveau : ça existe aussi en mécanique classique. Dans les cas simples, c'est plus connu sous le nom de "quantité de mouvement".
Re : Sur expérience en synchrotron
Vous m'épatez trois fois plutôt qu'une Coincoin!
Parce que vous persistez à me dire que finalement c n'est point une vitesse et autres arguties qui contredisent vos propos antérieures dans le sens où m'avez bien signifié que cette ancienne "celerité de la vitesse de la lumière" devenue à présent "constante espace-temps" n'était point depassable quant à sa valeur c par aucune particule massive…
Ce qui par ailleurs est contredit dans les deux exemples expérimentaux cités dans la réponse dans la FAQ à la question n° 6 où l'on suppose que lors de la fusion des nuyaux d'hydrogène, etc on utilise E=(mf-mi)c2
donc avec la "constante espace-temps" anciennement "celerité de la vitesse de la lumière" est appliquée à ces calculs pour des phénomènes conernant des particules massives (noyaux et electron-positron pour le deuxième exemple)…
Puis vous venez de me dire que finalement c'est plutôt à l'inverse de comment vous m'avez établi au départ alors; que ce sont les particules massives que supportent une valeur de cette "constante espace-temps" egale à sa puissance carrée et que les particules sans masse quant à elles, c'est plutôt la valeur de c…
Pouvez vous me dire lesquelles de vos exposés est definitivement le plus juste; les deux premiers ou celui-ci?
Merci toujours!
Je ne me contredis pas, c'est vous qui interprétez mal.
c est bien la vitesse de la lumière, mais ce n'est pas pour autant que quand je dis E=mc² cela sous-entend qu'il y a une vitesse ou de la lumière dans le problème.Parce que vous persistez à me dire que finalement c n'est point une vitesse
Relisez ce que j'ai dit :pour des phénomènes conernant des particules massives (noyaux et electron-positron pour le deuxième exemple)…E=mc² s'applique à une particule au repos, donc massive.
Re : Sur expérience en synchrotron
[QUOTE=Coincoin;854041]Je ne me contredis pas, c'est vous qui interprétez mal.
Je vous cite encore:
Post 1:
"Deuxièmement, pour répondre à ta question, la théorie préconise de refaire tes calculs, car c'est tout bonnement impossible.
On arrive à accélérer des particules à 99,9999...% de la vitesse de la lumière, mais on ne peut pas atteindre la vitesse de la lumière (pour une particule massive)."
Post 2:
"c est la vitesse des particules sans masse (comme le photon).
Toute particule ayant une masse (même faible) ne peut pas atteindre c, juste s'en approcher."
Et je cite votre dernier post:
"c est bien la vitesse de la lumière, mais ce n'est pas pour autant que quand je dis E=mc² cela sous-entend qu'il y a une vitesse ou de la lumière dans le problème."
Je vous avoue que c'est pour le moins très
voudrait bien vouloir dire!!!
Peut-être que demain on se comprendra mieux ou plutôt je vous comprendrais mieux!
Bonne nuit Coincoin et merci!
En tout cas, je confirme tout ce que tu cites, qui, pour moi en tout cas, n'est pas du tout contradictoire.
Re : Sur expérience en synchrotron
C'est bien vous qui le dites! Et je ne regrettes pas de vous l'entendre dire!
Bonjour Eratosthène,
En relativité restreinte (la cinématique des vitesses proches de c), une particule possédant une masse nulle (comme le photon, le graviton (?)...) est obligée d'aller à une vitesse constante égale à c.
Cependant, une particule ayant une masse (si infime soit-elle) ne peut atteindre la vitesse de la lumière c, sinon celle-ci devrait avoir une énergie infinie ce qui est bien sûr impossible.
Ces propriétés se retrouvent dans les équations de la relativité restreinte.
Ensuite, dans l'équation E=mc², on comprend bien que la signification de c n'est pas la vitesse de la lumière, mais qu'elle est considérée comme une constante (parce que qu'elle rapport y a-t-il entre une équation servant à calculer l'énergie et la vitesse de la lumière ?) ; la constante représentant non pas la vitesse de la lumière, mais une vitesse limite de notre espace-temps.
En espérant avoir été d'une quelconque utilité
Phys2
If your method does not solve the problem, change the problem.
Re : Sur expérience en synchrotron
Bonjour Phys2!!!
Merci pour votre intervention car cela commençait à devenir un dialogue de sourd avec Coincoin (à qui je suis tout aussi reconnaissant pour ses réponses)…
J'entends plus que bien ce que vous m'expliquez, combien même cela soit dans un langage un peu compliqué pour moi je m'efforce beaucoup pour tenter de suivre vos reflexions.
Cependant voilà que vous revenez sur le fait que la constante c est une limite physique, ce que justement je savais déjà.
Un principe que je pense on est contraint de respecter en toute cirscontance de lors qu'on en fait usage.
Ma question toujours se refere au fait que dans l'équation E=mc2 on ne respecte pas ce principe puisque aucune particule (massive ou pas) comme vous me le rappelez à nouveau, ne saurait la dépaser.
Autrement dit; pour quoi fallait-il que ce soit c2 plutôt que c tout court?
D'autant plus que j'ai vu dans la fiche de la question n°6 qu'il existent des équations pour des phénomenes qui concernent des particules masives (celle sur l'electron-positron je crois) que propose même une valeur c4.
Est-ce obligatoire d'utiliser des valeurs que sont —dès que l'on se tient au principe dont vous faites reference— physiquement impossibles?
Effectivement, j'avoue avoir du mal à cerner ton problème.cela commençait à devenir un dialogue de sourd avec Coincoin
Pour répéter ce qu'on a dit, le c n'est pas là en tant que vitesse de la lumière, mais en tant que constante fondamentale de la physique. Quand on dit "E=mc²", on ne dit rien sur la vitesse de la particule. De plus, c² n'est pas une vitesse : par exemple si on regarde l'unité, c² s'exprime en m²/s² et non en m/s comme une vitesse (et plus anedoctiquement, on n'a pas toujours a²>a : la preuve (0.1)²=0.01<0.1).Ma question toujours se refere au fait que dans l'équation E=mc2 on ne respecte pas ce principe puisque aucune particule (massive ou pas) comme vous me le rappelez à nouveau, ne saurait la dépaser.
Re : Sur expérience en synchrotron
Bonjour à nouveau Coincoin, c'est un peu fatigant d'avoir à écrire deux fois le même message parce qu'à chaque fois que je rédige un post il disparaît d'abord dans la nature ce qui me contraint à le rédiger deux fois, voyons si cette fois-ci je parvient à vous le poster.
Tous d'abord je voulais vous prier de ne pas me tenir rigueur si je m'étais plaint que notre dialogue torunait un peu au dialogue de sourd, car cela vient plus du fait de mon incapacité à me faire comprendre que de vous même. J'insiste à vous remercier pour votre patience et bienveillance encore!
Quant au problème dont nous discutons je vois que vous n'avez pas encore saisi le problème qui me pose le paradoxe qui existe entre le principe physique que répresente la definition de c : constante ou celerite de la vitesse de propagation de la lumière que depuis son enonciation initiale se refere à une vitesse.
Reprise plus tard par Einstein dans son enoncé de E=mc2 dans le but de calculer —si j'ai bien compris— l'energie d'une partcule à partir de sa masse physique et de la vitesse ou accèleration à laquelle elle se déplace … Ce qui à permis de estimer les energies dans les expériences de fusion et accèlerations de particules par la suite, j'en conviens.
Mais les expériences le plus recentes, comme le rappelez vous et Phys2, on permis d'établir de manière experimentale qu'aucune particule (massive ou pas) ne peut dépasser cette célérité qui devient une constante dite universelle avec confirmation experimentale.
Je m'arrêterai là pour tenter de poser une question peut-être plus claire : que se passe-t-il —du point de vue du phénomène physique— si l'on tente de calculer l'energie des particules accèlerées par la simple forme E=mc?
Merci toujours!
Ce qui se comprend bien s'exprime clairement. Donc c'est aussi en partie à moi de comprendre comment l'expliquer...cela vient plus du fait de mon incapacité à me faire comprendre que de vous même.
Là est l'erreur. La formule permet de calculer l'énergie au repos d'une particule à partir de sa masse physique et d'une constante fondamentale de la physique (c). Il n'y a aucun lien avec la vitesse de la particule (de toute façon, la formule ne s'applique que pour une particule au repos).Reprise plus tard par Einstein dans son enoncé de E=mc2 dans le but de calculer —si j'ai bien compris— l'energie d'une partcule à partir de sa masse physique et de la vitesse ou accèleration à laquelle elle se déplace …
Pas vraiment. Ce n'est pas une évidence expérimentale, mais théorique. La théorie de la relativité (restreinte) donne une formule de l'énergie qui montre d'une part qu'au repos la particule à une énergie égale à mc², et d'autre part qu'on a beau fournir toute l'énergie possible, si la particule est massive sa vitesse ne pourra jamais atteindre (et encore moins dépasser) c. Mais effectivement ces résultats sont ensuite vérifiés expérimentalement.Mais les expériences le plus recentes, comme le rappelez vous et Phys2, on permis d'établir de manière experimentale qu'aucune particule (massive ou pas) ne peut dépasser cette célérité qui devient une constante dite universelle avec confirmation experimentale.
E=mc ? Pas c² ? Alors dans ce cas, on fait la pire erreur possible en physique : on compare des choux et des carottes ! L'unité de mc n'est pas la même que celle d'une énergie. L'égalité dépendra du système d'unité utilisé, ce qui n'a aucun sens physique !que se passe-t-il —du point de vue du phénomène physique— si l'on tente de calculer l'energie des particules accèlerées par la simple forme E=mc?
Re : Sur expérience en synchrotron
Bonjour encore Coincoin!
Nous voilà enfin arrivés à ce qui ne m'a pas convaincu dans l'explication ou l'approche que votre science donne aux rapports de cette formule avec le phénomène qu'elle était sensé d'expliquer!
Si j'ai bien compris la motivation d'Einstein encore; cette formulation mathèmatique est une tentative théorique d'explication au phenomène des quantas ou photons…
A l'époque il en avait repris le constat pour le moins paradoxale du comportement de la lumière (tantôt onde, tantôt particule) et du point de vue de sa manifestation en tant que particule, le fait que le photon resemble plus à "un paquet" d'énergie qui le rendait très different des particules massives connues à l'époque en ce qu'ils ne possedaient une masse à proprement parler mais une energie.
Pour s'y prendre —si j'ai toujours bien saisi— Einstein avait imaginé que le photon n'avait point de masse semblable aux autres particules mais seulement de l'énergie, ce qui lui permettait de conclure que le photon était une entité physique purement energetique qui avait transforme toute sa masse en energie à cause de son acceleration extraordinaire qui était, si ce n'est égale; très proche de celle de la célérité de la lumière…
Avant de poursuivre j'aimerais que vous me rectifiez jusque là si ma comprehension de la demarche théorique d'Einstein que je vous expose ci-avant s'accorde ou pas à la réalité historique du problème dont nous debattons.
Point de vue physique, je tiens à corriger un petit point :
c est une vitesse (célérité), pas une accélération. Ce n'est pas la même chose (l'accélération est à la vitesse ce que la vitesse est à la position).son acceleration extraordinaire qui était, si ce n'est égale; très proche de celle de la célérité de la lumière…
Enfin, du point de vue historique, ça ne s'est pas du tout passé comme ça.
Einstein a introduit les photons bien avant que de Broglie formule la dualité onde-corpuscule. C'était en 1905 pour expliquer l'effet photoélectrique (ce qui lui a valu le Nobel), et le nom "photon" n'a été donné que plus tard. Einstein a expliqué cet effet en disant que l'énergie ne pouvait être échangée que sous forme de quantum d'énergie égal à hf où h est la constante de Planck et f la fréquence du rayonnement.
Mais cela n'a rien à voir avec E=mc². En 1905 aussi (il est fort cet Einstein !), il a introduit la théorie de la relativité restreinte qui reformule la mécanique. Dans cette théorie, il démontre (quelques années après) qu'un corps au repos a une énergie égale à mc².
Re : Sur expérience en synchrotron
Merci pour les corrections et les précisions Coincoin!
Je suis dans l'impossibilité de me servir de mes archives ces temps-ci, alors je m'excuse des mes imprécisions tout de même… Je poursuit ainsi nos échanges un peu handicapé dans ce sens là!
Revenons donc à ce que vous dites et dont je prend bien note; le problème est toujours le même :
[QUOTE=Coincoin;856181
Mais cela n'a rien à voir avec E=mc². En 1905 aussi (il est fort cet Einstein !), il a introduit la théorie de la relativité restreinte qui reformule la mécanique. Dans cette théorie, il démontre (quelques années après) qu'un corps au repos a une énergie égale à mc².[/QUOTE]
A quoi correspond alors un corps au repos qui possède déjà une ???
Merci de ne pas vous sentir agacé par mon insistance, je ne vous demande qu'à apprendre et à pouvoir enfin me faire une idée précise du problème!
Dans E=mc², le c ne se rapporte pas à une caractéristique de l'objet. C'est une constante fondamentale de la physique, c'est rattaché aux lois physiques elles-mêmes.
Pour prendre un exemple, la loi de la gravitation universelle de Newton donne l'attraction gravitationnelle entre deux corps en fonction de leurs masses, de leur distance et d'une constante G. Les masses sont des caractéristiques de chacun de ces corps, la distance est caractéristique de l'ensemble de ces deux corps, mais G ne dépend pas des corps. C'est le même si on regarde l'attraction entre le Soleil et la Terre ou entre une tomate et une chèvre.
Un des buts de la physique est justement de réduire les différents phénomènes à des lois indépendantes de la situation particulière qu'on regarde. C'est là qu'interviennent ces constantes fondamentales.
Re : Sur expérience en synchrotron
Me revoilà! Je suis prêt à convenir avec vous que quant à la gravitation on puisse tenter de comparer le Soleil avec une tomate et la Terre avec une chèvre…
Ce que je ne convient point c'est sur le fait de extrapoler cela de tel sorte que l'on puisse assimler la cas d'un particule à une tomate posé ou réposant sur une table; êtes vous d'accord en cela?
Re : Sur expérience en synchrotron
Je tenais à revenir sur votre dernier post aujourd'hui parce que je pense que il me permet de vous exposer là ou votre approche à E=mc2ne me semble pas satisfaisant.
Si vous m'avez fait une analogie entre une particule (tel l'électron) avec la Terre et celles du noyau ou le noyau lui-même avec le Soleil vous aurez aisèment compris ce que je oppose à la definition de E=mc2 en tant que forme de calcul de "l'énergie au repos d'un corps":
- D'une part parce que une particule soit elle est au "repos" lors qu'elle est integré dans une "fonction" atomique et dans ce cas elle n'est "au repos" que par rapport à une vitesse de déplacement individuel dans l'espace-temps et plus particulièrement par rapport à l'eventualité de se porapager à une vitesse se referent à c en tant que vitesse physique extraordinaire.
Dans ce cas toute comparaison ou rapport à c linaire ou c exponentiel n'a guère de sens puisque la particule est "coincéé" dans une activité de gravitation soit en tant que Terre soit en tant que Soleil.
- Si elle est degagée de sa p"rison" atomique, c'est là que c peut être appliqué est seulement en tant que vitesse de déplacement pouvant être inférieure, proche et/ou égale (pas plus) que c.
Re : Sur expérience en synchrotron
Ré-bonjour à tous!!! Bonjour à Coincoin!
Merci à tous pour votre incroyable ouverture aux questionnements des profanes!
