Le vide dans la théorie électrofaible

[invite54165721]

Bonjour,

C'est tout à fait ca (sauf pour la temperature précise à laquelle ca se produit, ce n'est pas completement clair) et ca se passe vraiment comme dans une casserole avec formation de bulles de condensat de higgs dans un espace où le higgs est encore "vaporisé".

Dans le formalisme de Higgs, on a dans le lagrangien, un potentiel traditionellement écrit sous la forme avec > 0
Cette notation est bizarre car pour avoir un vide non nul cad une brisure de symétrie il faut avoir < 0 !
quelqu'un connait-il l'origine de cette notation (pourquoi un terme au carré?) et donne t on un nom particulier à ce

J'en viens à la citation de KB, dans cette période d'ébullition de la casserole cosmique le fait qu'il y a des 'bulles' indique t il que n'a pas la même valeur partout et donc dépend de l'endroit et du temps?
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[inviteca4b3353]

Cette notation est bizarre car pour avoir un vide non nul cad une brisure de symétrie il faut avoir < 0 !

Le lagrangien ecrit sous la forme que tu as donnée décrit les fluctuations d'un champ phi autour de l'origine (phi=0). Il se trouve que si mu^2<0, ces fluctuations sont tachyoniques et donc instables. Cela signifie simplement que phi n'est pas un fluctuation physique car l'origine n'est pas un état stable, par contre si on décrit les fluctuations de phi autour du minimum (phi=v) à ce moment la masse associée à la fluctuation est positive et vaut -2mu^2.

quelqu'un connait-il l'origine de cette notation (pourquoi un terme au carré?) et donne t on un nom particulier à ce

L'origine est simple on a l'habitude d'écrire le coefficient d'un terme quadratique comme une masse carrée, ici elle est juste tachyonique. Mis à part cela il n'y a pas de nom particulier.

dans cette période d'ébullition de la casserole cosmique le fait qu'il y a des 'bulles' indique t il que n'a pas la même valeur partout et donc dépend de l'endroit et du temps?

Grosso modo oui. ce n'est pas tout à fait cela car le potentiel que tu as écrit pour phi est celui à température nulle (dans le vide) or la casserole cosmique est emplie d'un bain thermique à la température T formé par un plasma où s'agitent toutes les particules du modèles standard, et ce bain modifie la forme du potentiel à T=0, parmi ces termes il y en a un de la forme : cT^2phi^2 avec c>0, ainsi lorsque T est suffisament grand, on a un mu^2 effectif = cT^2-mu^2 > 0. Dans les bulles ce mu^2 effectif est negatif car le higgs à condenser alors qu'à l'extérieur la transition n'a pas encore eu lieu et mu^2 effectif est positif. donc oui ca dépend du lieu et de l'instant.

[invite54165721]

merci pour cette réponse,

je n'ai pas trouvé de lien avec google, traitant de ce sujet (à une température T >> 0)

[inviteca4b3353]

je n'ai pas trouvé de lien avec google, traitant de ce sujet (à une température T >> 0)

C'est un sujet assez avancé et je doute qu'on trouve quelque chose de précis vulgarisé la dessus (surtout en francais). Par contre si l'anglais ne te fait pas peur, tu peux regarder sur arxiv.org en faisant une recherche sur "electroweak phase transition" ou encore "electroweak baryogenesis".
Ou simplement poser une question sur le forum

[inviteb69fb0b4]

bonjour,
je vais essayer de pas trop m'emballer ce coup ci.

or la casserole cosmique est emplie d'un bain thermique à la température T formé par un plasma où s'agitent toutes les particules du modèles standard

que peut bien donner le mouvement d'une particule agitée en terme de vitesse, alors qu'elle ne se connait pas encore de masse?
normalement c'est v=c, si oui:
que se passe t il lorsqu'un electron ,par exemple, se deplace à c (ça fait bizarre de dire ça), et rencontre le champ de higgs, donc acquiert une masse?
un peu comme un caillou qu'on jette dans l'eau, ça doit faire "plouf".
une energie cinetique importante (sinon infinie) ou autre chose?

encore deux questions:
- si c'est vraiment comme de l'eau bouillante, y'a-t-il aussi un phenomene d'energie latente?
- si on observe des ondes gravitationnelles par experience d'interférométrie gravitationnelle on aurra prouvé l'existance du boson de higgs?

merci

[inviteca4b3353]

que peut bien donner le mouvement d'une particule agitée en terme de vitesse, alors qu'elle ne se connait pas encore de masse?
normalement c'est v=c, si oui:
que se passe t il lorsqu'un electron ,par exemple, se deplace à c (ça fait bizarre de dire ça), et rencontre le champ de higgs, donc acquiert une masse?
un peu comme un caillou qu'on jette dans l'eau, ça doit faire "plouf".
une energie cinetique importante (sinon infinie) ou autre chose?

S'agiter dans ce cas signifie voyager dans toutes directions au gré des collisions et autres processus de diffusion.
Pour le reste, je ne comprends ce que tu racontes.

si c'est vraiment comme de l'eau bouillante, y'a-t-il aussi un phenomene d'energie latente?

Exactement et c'est cette chaleur latente qui est convertie en ondes gravitationnelles, formant ainsi une signature de la transition qu'on pourra peut-etre observer.

si on observe des ondes gravitationnelles par experience d'interférométrie gravitationnelle on aurra prouvé l'existance du boson de higgs?

Normalement oui, si on a la chance d'observer ces ondes, ce qui n'est pas garanti encore aujourd'hui meme avec les futures expériences spaciales en cours d'élaboration. Néanmoins on espère observer et donc prouver l'existence du boson de Higgs avant le début des exp d'interférométrie gravitationnelle. En revanche la ou l'étude de ces ondes gravitationnelles provenant de la transition de phase serait intéressante concerne l'origine du mécanisme de Higgs car étudier les ondes pourrait nous apporter plus de détails que les expériences en collisioneurs. Mais la ca devient technique.

[invitea29d1598]

Normalement oui, si on a la chance d'observer ces ondes, ce qui n'est pas garanti encore aujourd'hui meme avec les futures expériences spaciales en cours d'élaboration.

surtout qu'on n'est même pas encore certain qu'elles seront financées comme y'a des coupes budgétaires et que certains préfèrent retourner sur la Lune ou aller sur Mars...

Néanmoins on espère observer et donc prouver l'existence du boson de Higgs avant le début des exp d'interférométrie gravitationnelle.

y'a quand même des gens qui tentent de chercher des traces de ça avec les expériences gravitationnelles déjà en cours. Voir par exemple :

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0608606

http://arxiv.org/abs/gr-qc/0703068

[inviteb69fb0b4]

Pour le reste, je ne comprends ce que tu racontes.

aïe, c'est sans doute parceque je pose n'importe quoi comme question...

je la retente quand meme:

lorsque T>100Gev les particules n'ont pas de masse, cela signifie bien qu'elles effectuent leur deplacement (si court soit il) à la vitesse de c=300 000 km/s.

ma question concernerait une particule se déplacant donc à c en direction d'un condensat de Higgs. Elle entre dans le champ, devient donc "massive" (dans le sens où sa masse commence à exister), et a pourtant une vitesse c à se moment là.... est-ce envisageable? si oui comment ça se passe au niveau energetique, notement de l'energie cinetique de la particule?

sinon autant pour moi

[inviteca4b3353]

lorsque T>100Gev les particules n'ont pas de masse, cela signifie bien qu'elles effectuent leur deplacement (si court soit il) à la vitesse de c=300 000 km/s.

Outre l'incertitude actuelle sur la temperature, oui.

ma question concernerait une particule se déplacant donc à c en direction d'un condensat de Higgs.

Une fois la transition achevé, le condensat de Higgs est present partout dans l'espace, c'est une sorte de modification homogene et uniforme des propriétés du vide, c'est le fait de se propager dans ce vide "habillé" qui "freine" en quelque sorte les particules et leur infère une certaine inertie qu'on représente par une masse non nulle, en ce sens la masse n'est rien d'autre qu'une grandeur effective représentant l'inertie du mouvement dans un vide quantique emplit d'un condensat de Higgs.

Maintenant, au cours de la transition, le condensat est présent seulement dans les bulles et si une particule entre dans une bulle, elle "prendra" effectivement une masse, ce qui signifie qu'automatiquement ca vitesse de propagation sera inférieure à c. On peut penser à une bille de plomb qu'on laisserait tomber en chute libre dans l'air et qui finirait sa course dans un pot de miel, des qu'elle entre dans le pot, la chute est ralenti, sa masse effective augmente et sa vitesse s'en trouve reduite.

si oui comment ça se passe au niveau energetique, notement de l'energie cinetique de la particule?

Ben l'énergie cinétique diminue.

[inviteb69fb0b4]

merci...

encore une chose:

Ben l'énergie cinétique diminue.

l'energie cinetique etait nulle pour la particule sans masse, non?
puis elle devient non nulle pour la particule qui entre dans la bulle, c'est ce moment qui me rend curieux.
d'où vient l'energie? un rapport avec la latence du condensat? quelles sont les conséquences de cette fluctuation d'energie?

[inviteca4b3353]

l'energie cinetique etait nulle pour la particule sans masse, non?

Ben non pas d'apres la relativité restreinte. Pour une particule sans masse l'energie cinétique vaut p/c (ou p est l'impulsion de la particule).

[inviteb69fb0b4]

Ben non pas d'apres la relativité restreinte. Pour une particule sans masse l'energie cinétique vaut p/c (ou p est l'impulsion de la particule).

ok donc il me manquait bien une donnée désolé....mais merci pour les reponses.
p/c vaut donc 1/2 mv² dans le cas de figure cité plus haut.

hummmm, j'ai un peu envie de dire qu'il ne sert pas à grand chose ce boson de higgs

[inviteca4b3353]

p/c vaut donc 1/2 mv² dans le cas de figure cité plus haut.

Non. Je te conseille la lecture de l'excellent dossier de futura sur la relativité.
(au passage erreur de ma part c'est plutot E= p.c, mais ca ne change en rien les remarques)
En relativité on a :
Je te laisse t'amuser à regarder ce que vaut E lorsque p=0, (référentiel au repos de la particule), ou m=0.

hummmm, j'ai un peu envie de dire qu'il ne sert pas à grand chose ce boson de higgs

bon ben relis le fil en entier alors, je pensais avoir montré que le Higgs était fondamental pour énormément de choses, comme la masse ou l'asymetrie matiere/anti-matiere.

[invite64c4b5da]

Bonjour,

a la lecture de ce fil, voici quelques questions que je me pose :

- l'evolution de -mu² est elle due a la renormalisation du couplage avec Q², l'energie de la collision ? En ce cas, si on trace mu(Q²) en fonction Q², on la verrait passer d'une valeur positive a une valeur negative ? La temperature (forcement moyenne) de la transition de phase T_c serrait donc calculable a partir des equations du groupe de renormalisation ?

- Si j'ai bien compris, au dessus de cette temperature critique T_c les particules n'ont plus de masse. Cela signifie donc que les bosons vecteurs W et Z n'absorbent plus les bosons de goldstone. Nous devrions donc voir apparaitre 3 nouveau bosons de goldstone (dont 2 charges) en plus du Higgs ?

[inviteca4b3353]

l'evolution de -mu2 est elle due a la renormalisation du couplage avec Q2, l'energie de la collision ?

Non, c'est un effet de temperature finie. Le mu^2 est modifié ici à cause du fait que le champ de Higgs n'est pas dans le vide (à T=0) mais dans un bain thermique formé par le plasma chaud et dense des autres particules (et de lui meme aussi puisqu'il auto-interagit).

La temperature (forcement moyenne) de la transition de phase Tc serrait donc calculable a partir des equations du groupe de renormalisation ?

Le groupe de renormalisation te donnerait en effet l'évolution du mu^2 avec l'énergie (à T=0) mais pas avec la temperature. Ce sont deux choses différentes.

Si j'ai bien compris, au dessus de cette temperature critique Tc les particules n'ont plus de masse. Cela signifie donc que les bosons vecteurs W et Z n'absorbent plus les bosons de goldstone. Nous devrions donc voir apparaitre 3 nouveau bosons de goldstone (dont 2 charges) en plus du Higgs ?

Exactement !

[invite64c4b5da]

Nous ne sommes donc pas pret d'observer experimentalement dans des accelerateurs ces bosons de goldstone. Il faudrait multiplier au moins par 1000 l'energie des collisions entre noyaux pour esperer creer un condensat suffisamment chaud...

D'autre part, si on suppose la relativite generale toujours viable au temps ou la transition a eu lieu, ce changement de masse des particules a du radicalement modifier le tenseur energie-impulsion et donc la geometrie de l'espace, non ?
La dimension temps du tenseur me devient meme difficile a imaginer avec toutes ces particules voyageant a c.

[Seirios]

Si j'ai bien compris, au dessus de cette temperature critique Tc les particules n'ont plus de masse. Cela signifie donc que les bosons vecteurs W et Z n'absorbent plus les bosons de goldstone. Nous devrions donc voir apparaitre 3 nouveau bosons de goldstone (dont 2 charges) en plus du Higgs ?

Je viens interrompre votre discussion un petit instant J'aimerais comprendre le passage que je viens de citer, car il me paraît intéressant ; Je voudrais tout d'abord savoir ce qu'est un boson de goldstone ? (il ne fait pas parti de ma classification des particules élémentaires )

[inviteb69fb0b4]

bon ben relis le fil en entier alors, je pensais avoir montré que le Higgs était fondamental pour énormément de choses, comme la masse ou l'asymetrie matiere/anti-matiere.

oui au post #8, la surfusion.
tu peux en dire plus?

[inviteb69fb0b4]

Je viens interrompre votre discussion un petit instant J'aimerais comprendre le passage que je viens de citer, car il me paraît intéressant ; Je voudrais tout d'abord savoir ce qu'est un boson de goldstone ? (il ne fait pas parti de ma classification des particules élémentaires )

KB en parle au#53

Par contre la tu as oublié un fait important, malgré les 4 composantes du doublet de higgs, seul une est physique !! Les trois autres (une neutre et les deux chargées dont tu parles) sont absorbées par les bosons de jauges et deviennent leurs polarisations longitudinales (pour former un spin 1 massif avec les états +1,0,-1), on appelle ces états de polarisation longitudinale, des bosons de Goldstone, cette absorbtion est l'essence meme du mécanisme de Higgs.
KB