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Les particules supersymétriques



  1. #1
    jojo17

    Les particules supersymétriques

    Bonjour,
    Le LHC va peut-être permettre de découvrir les particules supersymétriques (entre autre) et ma question porte sur ces dernières.
    Y a t-il un rapport quelconque entre les anti-particules et les particules supersymétriques?
    Une anti-particule a t-elle "un partenaire" supersymétrique?
    Dans quelle(s) dimension(s) evoluent les particules S? Sont-elles comme le gravitons, à "flotter" dans les "autres" dimensions?

    C'est peut-être un peu trop d'un seul coup , mais d'avance, merci.

    -----

    les gens qui ont des montres n'ont pas le temps. Sagesse africaine

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  3. #2
    Coincoin

    Re : Les particules supersymétriques

    Salut,
    La supersymétrie est une symétrie supplémentaire à la symétrie particule-antiparticule. Il y a donc en plus de la particule et de son antiparticule, le partenaire supersymétrique de la particule et celui de l'antiparticule.
    Et, si je ne dis pas de bêtises, le partenaire supersymétrique de l'antiparticule est aussi l'antiparticule du partenaire supersymétrique. (Rassurez-moi, les spécialistes, ça commute bien ?)

    La supersymétrie n'a à la base pas besoin de dimensions supplémentaires. Mais on peut combiner les deux.
    Encore une victoire de Canard !

  4. #3
    jojo17

    Re : Les particules supersymétriques

    Citation Envoyé par coincoin
    Salut,
    La supersymétrie est une symétrie supplémentaire à la symétrie particule-antiparticule. Il y a donc en plus de la particule et de son antiparticule, le partenaire supersymétrique de la particule et celui de l'antiparticule.
    Supermerci.

    Et, si je ne dis pas de bêtises, le partenaire supersymétrique de l'antiparticule est aussi l'antiparticule du partenaire supersymétrique. (Rassurez-moi, les spécialistes, ça commute bien ?)
    Si j'ai bien visualisé les symétries, mais bien sûr non spécialiste, je dirais que le partenaire supersymétrique de l'anti-paticule doit être l'anti-particule du partenaire supersymétrique de la particule. .
    les gens qui ont des montres n'ont pas le temps. Sagesse africaine

  5. #4
    Gwyddon

    Re : Les particules supersymétriques

    Citation Envoyé par Coincoin Voir le message
    Salut,
    La supersymétrie est une symétrie supplémentaire à la symétrie particule-antiparticule.
    Euh... Je vois ce que tu veux dire, mais en fait non c'est pas tout à fait ça.

    En effet, la supersymétrie est une symétrie qui au départ relie bosons et fermions : un opérateur supersymétrique échange un boson en fermion, et un fermion en boson, tous les autres nombres quantiques étant inchangés. Si tu l'étudies au niveau de l'algèbre engendrée, tu te rends compte que la supersymétrie généralise en fait les symétries de l'espace-temps, et autorise la présence d'anticommutateurs dans l'algèbre de Lie.

    Si la supersymétrie était exacte, les bosons et fermions regroupés au sein d'une même entitée appelée supermultiplet auraient même masse, même charge, etc... Donc par exemple le partenaire de l'électron serait tout comme l'électron, sauf qu'il serait de spin 0.

    Il se trouve qu'aucune des particules standard ne vérifient ce critère : la supersymétrie est donc brisée à notre échelle, et c'est pourquoi l'on introduit de nouvelles particules dites supersymétriques, qui sont les partenaires des particules standard.


    Donc l'existence des particules supersymétriques est plus une conséquence de la brisure de la supersymétrie que de la supersymétrie elle-même, c'est pourquoi je tiquais sur ta remarque Coincoin


    Sinon la suite :

    Il y a donc en plus de la particule et de son antiparticule, le partenaire supersymétrique de la particule et celui de l'antiparticule.
    Et, si je ne dis pas de bêtises, le partenaire supersymétrique de l'antiparticule est aussi l'antiparticule du partenaire supersymétrique. (Rassurez-moi, les spécialistes, ça commute bien ?)
    est tout à fait correcte, puisque seul le spin est concerné dans l'histoire.

    La supersymétrie n'a à la base pas besoin de dimensions supplémentaires. Mais on peut combiner les deux.
    Exact.
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  6. #5
    Coincoin

    Re : Les particules supersymétriques

    Donc l'existence des particules supersymétriques est plus une conséquence de la brisure de la supersymétrie que de la supersymétrie elle-même, c'est pourquoi je tiquais sur ta remarque Coincoin
    Ça dépend comme tu l'entends... L'existence de particules supersymétriques est bien la conséquence de la supersymétrie. C'est le fait qu'elles soient différentes (bien plus lourdes) qui résulte de la brisure. Si la brisure n'avait pas lieu, les particules seraient là quand même. Simplement, on ne pourrait pas les cataloguer en "standard" et "supersymétriques" (la seule partition naturelle serait "bosons" et "fermions").
    Donc quand tu dis que l'existence de particules supersymétriques est une conséquence de la brisure de la supersymétrie, je suis d'accord avec toi si tu prends "particules supersymétriques" comme un bloc en insistant sur le "supersymétrique". Si tu parles de l'existence des particules-cataloguées-pour-une-autre-raison-comme-supersymétriques alors ça vient bien de la supersymétrie et non de sa brisure.

    C'est marrant de pinailler sur des mots alors qu'on est tout à fait d'accord...

    Sinon, je suis rassuré de savoir que ça commute et qu'il ne faut pas encore introduire des matrices de mélange.
    Encore une victoire de Canard !

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Gwyddon

    Re : Les particules supersymétriques

    Non mais on est d'accord hein

    C'est juste que l'on pourrait très bien imaginer un monde où par exemple on aurait eu le boson W+ de même masse que l'électron, de même charge, etc... cela aurait été le partenaire supersymétrique de l'électron.

    Bon évidemment ce n'est pas le cas
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

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  10. #7
    Coincoin

    Re : Les particules supersymétriques

    Oui, tout comme on pourrait imaginer un monde où le boson W+ est le partenaire supersymétrique de l'électron mais avec une brisure qui ferait que l'électron aurait une masse de 511 keV et le W+ de 80 GeV...
    Encore une victoire de Canard !

  11. #8
    jojo17

    Re : Les particules supersymétriques

    Bonsoir,
    Vos réponses dépassent largement le niveau de mes compétences (vous vous en serez douté), mais j'ai eu les réponses à mes questions.
    Pour poursuivre un tout petit peu...
    Considère-t-on comme la brisure de symétrie matière/anti-matière, que la supersymétrie s'est "brisée" dans les premiers instants de l'univers?
    les gens qui ont des montres n'ont pas le temps. Sagesse africaine

  12. #9
    Gwyddon

    Re : Les particules supersymétriques

    Hello,

    Je ne saurais te répondre à la question du "quand". Mais par contre je peux te dire que la nature de la brisure n'est pas la même : en effet la symétrie matière/antimatière est discrète, ce n'est pas le cas de la supersymétrie.

    Et l'on ne connaît pas encore le mécanisme exacte de brisure de la supersymétrie, mais on cherche
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  13. #10
    Coincoin

    Re : Les particules supersymétriques

    en effet la symétrie matière/antimatière est discrète, ce n'est pas le cas de la supersymétrie.
    Tu peux détailler, stp ?
    Encore une victoire de Canard !

  14. #11
    Gwyddon

    Re : Les particules supersymétriques

    Bah la supersymétrie généralise l'algèbre de Lie en une superalgèbre, alors que la symétrie matière/antimatière est la symétrie C, qui est discrète (ce n'est pas un groupe continu qui la décrit).
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  15. #12
    Coincoin

    Re : Les particules supersymétriques

    Ok, c'est juste que la susy* est décrite différemment. J'avais l'impression que tu voulais dire que la susy était continue.

    *après quelques dizaines de fois, je commence à avoir la flemme de taper le nom entier...
    Encore une victoire de Canard !

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  17. #13
    Gwyddon

    Re : Les particules supersymétriques

    Citation Envoyé par Coincoin Voir le message
    Ok, c'est juste que la susy* est décrite différemment. J'avais l'impression que tu voulais dire que la susy était continue.
    Elle l'est ! Un générateur supersymétrique est par exemple la dérivée supersymétrique suivante dans le superespace :



    C'est bien un opérateur continu...
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  18. #14
    Coincoin

    Re : Les particules supersymétriques

    Tu passes continûment du boson au fermion ?
    Encore une victoire de Canard !

  19. #15
    Gwyddon

    Re : Les particules supersymétriques

    Citation Envoyé par Coincoin Voir le message
    Tu passes continûment du boson au fermion ?
    Je comprend pourquoi tu tiques... En fait la supersymétrie relie boson et fermion et les échange en effet, mais ce n'est pas aussi simple que cela.

    Par exemple si tu écris une transformation supersymétrique sur un lagrangien décrivant un boson scalaire et un fermions tous deux libres, la transformation dépend d'un paramètre infinitésimal continu, c'est en ce sens que je dis que la supersymétrie est continue.

    Mais tu n'as pas d'intermédiaire statistique entre boson et fermion, en effet...

    Tu peux mettre la main sur un "Supersymmetry and supergravity" de Weiss et Bagger ? Dedans il y a un exemple de transformation SUSY, ça te permettra de voir ce que j'entendais par continu.
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  20. #16
    jojo17

    Re : Les particules supersymétriques

    Bonjour,
    Toujours une intérogation sans formalisme, alors...
    Les particules SUSY sont-elles candidates pour représenter la matière noire?
    puisque l'on considère que la matière noire représenterait environ 90% du contenu de l'univers, et que la supersymétrie double le nombre de particules. Soit 10% de matière d'un coté, et 90% de matière noire de l'autre, peut-on supposer que les partenaires supersymétriques représente ces 90%, et soit donc 9 fois plus "lourd" que la matière ordinaire?
    La matière "ordinaire" représente la moitié des particules et 10% de la masse totale, et l'autre moitié (superpartenaires) représente 90% de la masse totale. Donc la particule supersymétrique est 9 fois plus lourde que la particule.
    Le raisonnement me parait bon, mais est-il juste?

    Merci
    les gens qui ont des montres n'ont pas le temps. Sagesse africaine

  21. #17
    Coincoin

    Re : Les particules supersymétriques

    Les particules supersymétriques sont effectivement de très bons candidats pour la matière noire. On sait en effet que la matière noire est constituée de particules lourdes.
    Le meilleur candidat est la particule supersymétrique la plus légère, le neutralino. Les cosmologistes gardent donc un oeil très intéressants sur les résultats de physique des particules.

    Mais ton raisonnemment est faux : il n'y a pas forcément autant de particules supersymétriques que de particules ordinaires dans l'univers. Il y en a autant de types, mais pas autant en nombre (c'est comme si tu disais qu'il devait forcément y avoir autant d'hommes que de femmes). Ça dépend de l'histoire de l'univers.

    Je tiens aussi à préciser que tes chiffres de 90-10% sont pour la masse seulement. Si on considére l'énergie, alors c'est 5% de matière ordinaire, 25% de matière noire et 70% d'énergie noire.
    Encore une victoire de Canard !

  22. #18
    jojo17

    Re : Les particules supersymétriques

    Citation Envoyé par Coincoin Voir le message
    Les particules supersymétriques sont effectivement de très bons candidats pour la matière noire. On sait en effet que la matière noire est constituée de particules lourdes.
    Le meilleur candidat est la particule supersymétrique la plus légère, le neutralino. Les cosmologistes gardent donc un oeil très intéressants sur les résultats de physique des particules.
    La particule supersymétrique est combien de fois plus lourde que la particule correspondante?

    Mais ton raisonnemment est faux
    Je m'en douté bien un peu...

    il n'y a pas forcément autant de particules supersymétriques que de particules ordinaires dans l'univers. Il y en a autant de types, mais pas autant en nombre (c'est comme si tu disais qu'il devait forcément y avoir autant d'hommes que de femmes). Ça dépend de l'histoire de l'univers.
    Et donc de la brisure de supersymétrie?

    Je tiens aussi à préciser que tes chiffres de 90-10% sont pour la masse seulement. Si on considére l'énergie, alors c'est 5% de matière ordinaire, 25% de matière noire et 70% d'énergie noire.
    Merci pour les précisions.
    les gens qui ont des montres n'ont pas le temps. Sagesse africaine

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  24. #19
    alovesupreme

    Re : Les particules supersymétriques

    Citation Envoyé par Gwyddon Voir le message
    Je comprend pourquoi tu tiques... En fait la supersymétrie relie boson et fermion et les échange en effet, mais ce n'est pas aussi simple que cela.

    Par exemple si tu écris une transformation supersymétrique sur un lagrangien décrivant un boson scalaire et un fermions tous deux libres, la transformation dépend d'un paramètre infinitésimal continu, c'est en ce sens que je dis que la supersymétrie est continue.

    Mais tu n'as pas d'intermédiaire statistique entre boson et fermion, en effet...

    Tu peux mettre la main sur un "Supersymmetry and supergravity" de Weiss et Bagger ? Dedans il y a un exemple de transformation SUSY, ça te permettra de voir ce que j'entendais par continu.
    Bonjour,

    S'il y a un opérateur Q transformant un boson en un fermion peut on aussi passer de l'un à l'autre (par exponentiation) par une "rotation" avec parametre(s) fini?

    D'autre part pour la référence on parle du modèle de Weiss et Zumino ou de Wess-Zumino. Quelle est l'orthographe exacte? a t il americanisé son nom?

  25. #20
    Coincoin

    Re : Les particules supersymétriques

    La particule supersymétrique est combien de fois plus lourde que la particule correspondante?
    Ça dépend de la particule considéré et du modèle. Disons que pour l'instant on les attend dans une gamme de masse qui est à la fois juste au dessus des expériences actuelles mais en plein dans ce que pourra atteindre le LHC qui démarre bientôt. Dit autrement : on les a pas vues, mais vous inquiétez pas ça va venir...

    C'est comme ça pour beaucoup de modèles de physique des particules : ils prédisent des choses juste au-delà de la limite de ce qui est réfutable
    Encore une victoire de Canard !

  26. #21
    jojo17

    Re : Les particules supersymétriques

    Citation Envoyé par coincoin
    Ça dépend de la particule considéré et du modèle. Disons que pour l'instant on les attend dans une gamme de masse qui est à la fois juste au dessus des expériences actuelles mais en plein dans ce que pourra atteindre le LHC qui démarre bientôt. Dit autrement : on les a pas vues, mais vous inquiétez pas ça va venir...
    Merci.
    En ce qui concerne le LHC, celui-ci va collisionner des protons, et non plus des éléctrons, c'est ça?
    Donc si j'ai bien compris, le principe c'est que si l'on collisionne des masses plus importantes, on a espoir de voir apparraître d'autres particules, plus lourdes?
    Et les particules supersymétriques sont de masse de la même grandeur que l'on estime la masse des particules qui peuvent apparaître?
    Ou bien la taille des particules que l'on peut détecter a t-elle plutôt rapport avec l'énergie de collision, ? Mais de toute façon les deux sont liés...
    Sinon, je m'étais déjà fais cette remarque que la théorie a souvent un temps d'avance sur l'expérimentation, et est donc "limitée" par la technologie. Mais la technologie évolue et la science avance.
    les gens qui ont des montres n'ont pas le temps. Sagesse africaine

  27. #22
    Gwyddon

    Re : Les particules supersymétriques

    Citation Envoyé par alovesupreme Voir le message
    Bonjour,

    S'il y a un opérateur Q transformant un boson en un fermion peut on aussi passer de l'un à l'autre (par exponentiation) par une "rotation" avec parametre(s) fini?
    Hem, bonne question. Si l'on se place dans le superespace, il n'y a plus de boson et de fermion mais des supermultiplets, donc je ne sais pas trop en fait.. Mais je dirais que oui a priori.

    D'autre part pour la référence on parle du modèle de Weiss et Zumino ou de Wess-Zumino. Quelle est l'orthographe exacte? a t il americanisé son nom?
    Hihi bonne question

    Je ne connais que Wess et il n'y a que ce Julius Wess dans wikipedia allemand, donc Weiss doit être une erreur
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  28. #23
    Coincoin

    Re : Les particules supersymétriques

    Donc si j'ai bien compris, le principe c'est que si l'on collisionne des masses plus importantes, on a espoir de voir apparraître d'autres particules, plus lourdes?
    Ce qui compte, c'est l'énergie, pas la masse. Dans l'énergie, il y a l'énergie de masse (E=mc²), mais surtout l'énergie cinétique.
    L'avantage des protons, c'est que ça s'accélère plus facilement, vu que c'est assez lourd. Mais l'inconvénient c'est que c'est pas élémentaire comme particule, donc c'est moins "propre".
    En pratique, on alterne pour les grands accélérateurs : le LEP utilisait des électrons, le LHC des protons et la génération suivante utilisera sûrement des électrons.
    Encore une victoire de Canard !

  29. #24
    jojo17

    Re : Les particules supersymétriques

    Bonjour,
    Cela veut dire que le type de particules collisionnées n'a pas d'influence sur le type de particules qui seront issues de la collision?
    Donc on part du principe que chaque "grain" matière de l'univers est "identique", c'est à dire est composée des même constituants, et quand on les "dissocies" (collision), que ce soit un proton ou un éléctron, on obtient une même myriade de particules?
    C'est seulement la vitesse à laquelle les particules se collisionnent (et donc l'énergie engendrée) qui détermine le type de particules que l'on observe?

    Merci.
    les gens qui ont des montres n'ont pas le temps. Sagesse africaine

  30. Publicité
  31. #25
    Bigadin

    Re : Les particules supersymétriques

    Citation Envoyé par jojo17 Voir le message
    Bonjour,
    Cela veut dire que le type de particules collisionnées n'a pas d'influence sur le type de particules qui seront issues de la collision?
    Donc on part du principe que chaque "grain" matière de l'univers est "identique", c'est à dire est composée des même constituants, et quand on les "dissocies" (collision), que ce soit un proton ou un éléctron, on obtient une même myriade de particules?
    C'est seulement la vitesse à laquelle les particules se collisionnent (et donc l'énergie engendrée) qui détermine le type de particules que l'on observe?

    Merci.
    En fait c'est l'énergie qui déterminera le type de particules formés : pour créer une particule de masse m il faut que l'énergie totale disponible dans la collision, cad vitesse + masse (E=mc²), soit plus grande ou égale à m.

    Par contre il me semble que si on collisione des électrons ou des protons a la meme énergie , on produira les mêmes particules mais en proportions différentes

  32. #26
    Coincoin

    Re : Les particules supersymétriques

    Les proportions changent effectivement. Mais tu te retrouves quand même avec de toutes les particules. Tu ne peux pas sélectionner seulement un type de particules juste en choisissant astucieusement les particules de départ.
    Encore une victoire de Canard !

  33. #27
    jojo17

    Re : Les particules supersymétriques

    D'accord, merci à vous deux.
    Mais si le proton, plus lourd, est plus facile à accélérer, n'a t-on pas intérêt à l'utiliser dans les futurs accélérateurs (autre que le LHC), parce que ceux-ci seront certainement encore plus puissant, et donc une particule qui s'accélère plus facilement, et donc plus lourde, fournira toujours plus d'énergie à la collision, et permettra d'observer des particules plus massives, si il y en a?
    les gens qui ont des montres n'ont pas le temps. Sagesse africaine

  34. #28
    Bigadin

    Re : Les particules supersymétriques

    Citation Envoyé par jojo17 Voir le message
    D'accord, merci à vous deux.
    Mais si le proton, plus lourd, est plus facile à accélérer, n'a t-on pas intérêt à l'utiliser dans les futurs accélérateurs (autre que le LHC), parce que ceux-ci seront certainement encore plus puissant, et donc une particule qui s'accélère plus facilement, et donc plus lourde, fournira toujours plus d'énergie à la collision, et permettra d'observer des particules plus massives, si il y en a?
    C'est peut etre plus facile a accélérer mais ce n'est pas une particule élémentaire : le proton est constitué de 3 quarks. L'analyse des collisions est donc beaucoup plus complexe pour des collisions proton-proton que pour des collision électrons-électrons.

  35. #29
    jojo17

    Re : Les particules supersymétriques

    Oui, d'accord. En fait c'est le traitement des données qui pose problème (vivement l'ordi quantique...) .
    Sinon, pour revenir aux particules supersymétriques...Quelle doit-être la vitesse des protons pour les détecter? Quelle énergie cela représente-t-il?

    Merci.
    les gens qui ont des montres n'ont pas le temps. Sagesse africaine

  36. #30
    Bigadin

    Re : Les particules supersymétriques

    Citation Envoyé par jojo17 Voir le message
    Oui, d'accord. En fait c'est le traitement des données qui pose problème (vivement l'ordi quantique...) .
    Sinon, pour revenir aux particules supersymétriques...Quelle doit-être la vitesse des protons pour les détecter? Quelle énergie cela représente-t-il?

    Merci.
    C'est pas le traitement brut des données qui pose problème c'est plutot l'interprétation physique.

    Dans les accélérateurs modernes les particules circulent quasiment a la vitesse de la lumiere.
    Ex: pour un proton a 7 TeV on a gamma = 7000 comme on obtient v/c = 0,99999998979....

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