Salut à tous,
J'aimerais bien savoir comment on explique la disparition de l'inflaton à la fin de la phase d'inflation cosmique. Tout ce que j'ai pu lire sur le sujet (cad pas grand chose c'est vrai) est très évasif, est-ce que les physiciens en ont un (ou des) modèle(s) précis ?
JadA
Salut,
Pour faire simple, l'inflation est causé par un champ, nommé inflaton. Un moyen simple d'implémenter l'inflation est de donner une énergie bien particulière à ce champ : une zone très plate, dans laquelle l'énergie dépend peu du champ, puis un creux : http://www.cozmo.dk/kosmologi/img291.gif . Si tu places l'inflaton dans la zone plate, il va causer l'inflation et son énergie va diminuer doucement (on parle de "roulement lent"). Ensuite, il va tomber dans le trou brusquement. L'inflation s'arrête alors, et l'énergie de l'inflaton est convertie en d'autres particules.
Merci beaucoup pour ta réponse Coincoin.
L'inflaton est donc un champ (scalaire je crois) comme le champ de Higgs. Dans ce cas, on doit pouvoir lui associer un boson vecteur, non ? Pourquoi n'en parle -t-on jamais dans le Modèle standard des particules ? Est-ce qu'il est lié à un autre champ déjà décrit dans le MS ?
Et puis tu as dit qu'à la fin de l'inflation, l'énergie de l'inflaton est convertie en d'autres particules ? Par quelle(s) interactions fondamentales cela se produit-il ?
Enfin, et ce sera ma dernière question, est-ce que les conditions de l'inflation sont reproductibles, c'est à dire, si jamais on arrive à recréer en accélérateur les conditions dans lesquelles l'univers était lorsque ce champ avait une valeur non nulle, est-ce que cela le "recréera" en quelque sorte ?
Voilà, désolée si la dernière question fait un peu SciFi.
JadA
C'est un scalaire comme le Higgs oui. Mais il n'a pas les memes charges quantiques (électrique,faible et forte). En fait on ne connait pas encore la physique qui régissait la dynamique des particules au moment de l'inflation, il s'agit d'une époque de l'univers correspondant à des énergies bien plus importantes que celles que décrit le modele standard.L'inflaton est donc un champ (scalaire je crois) comme le champ de Higgs
Le Higgs n'implique pas l'existence d'un nouveau boson vecteur, c'est l'invariance de jauge qui l'impose. Donc idem pour l'inflaton (d'ailleurs il me semble qu'il n'est jamais pris (dans les multiples modeles) chargé sous un quelconque groupe de jauge, Coincoin tu as des précisions ? il couple à quoi l'inflaton, ie il se désintégre en quoi précisément ?).Dans ce cas, on doit pouvoir lui associer un boson vecteur, non ?
L'inflaton n'a rien à voir avec le MS. C'est un champ beaucoup trop lourd (s'il existe) pour etre observé en accélarateur, et il n'affectera jamais la physique du MS qui s'applique à des énergies beaucoup beaucoup plus faible que la masse de l'inflaton.Pourquoi n'en parle -t-on jamais dans le Modèle standard des particules ? Est-ce qu'il est lié à un autre champ déjà décrit dans le MS ?
Modulo ce que j'ai dit précédemment sur les possibilité d'atteindre de telles énergies, oui c'est théoriquement possible. Mais hautement non souhaitable pour des raisons évidentesEnfin, et ce sera ma dernière question, est-ce que les conditions de l'inflation sont reproductibles, c'est à dire, si jamais on arrive à recréer en accélérateur les conditions dans lesquelles l'univers était lorsque ce champ avait une valeur non nulle, est-ce que cela le "recréera" en quelque sorte ?
Je ne m'y connais pas plus que ça, mais il me semble qu'on profite des oscillations de l'inflaton au fond de sa cuvette pour générer une flopée de particules, en se disant qu'au final ça nous donnera indirectement toutes les particules observées.Coincoin tu as des précisions ? il couple à quoi l'inflaton, ie il se désintégre en quoi précisément ?
Le truc, c'est que la gamme d'énergie est telle qu'on ne connaît quasiment rien de ce secteur et qu'il peut se passer de nombreuses choses entre ce qu'on connaît et l'inflaton. D'autre part, les contraintes observationnelles sont si faibles pour l'instant qu'on ne demande pas grand chose à l'inflaton, juste d'expliquer l'inflation.
Si je me rappelle bien, ca se passe pres de l'échelle de grande unification 10^16 GeV ?Le truc, c'est que la gamme d'énergie est telle qu'on ne connaît quasiment rien de ce secteur et qu'il peut se passer de nombreuses choses entre ce qu'on connaît et l'inflaton
Il me semblait qu'il était quand meme possible de contraindre l'époque à laquelle aurait eu l'inflation, via les données WMAP. Du moins je crois qu'on est capable de dire que l'inflation n'aurait pu avoir lieu apres un certain age de l'univers. Mais comme ce n'est pas mon pain quotidien, ce ne sont que de vagues empreintes de lointains souvenirs.D'autre part, les contraintes observationnelles sont si faibles pour l'instant qu'on ne demande pas grand chose à l'inflaton, juste d'expliquer l'inflation.
Il me semble aussi.Si je me rappelle bien, ca se passe pres de l'échelle de grande unification 10^16 GeV ?
C'est possible. Mais par contre, on ne peut pas encore vérifier suffisamment précisément les prédictions de l'inflation. Du coup, 1) l'inflation n'est pas encore vérifiée observationnellement, 2) on n'est pas capable de trancher entre les différents modèles.Il me semblait qu'il était quand meme possible de contraindre l'époque à laquelle aurait eu l'inflation, via les données WMAP. Du moins je crois qu'on est capable de dire que l'inflation n'aurait pu avoir lieu apres un certain age de l'univers. Mais comme ce n'est pas mon pain quotidien, ce ne sont que de vagues empreintes de lointains souvenirs.
Je me rappelle de graphiques, ou il semblait qu'un simple potentiel quadratique ou un potentiel quartique pour l'inflaton ne collait pas tres bien avec les données (j'ai oublié lesquelles). Suggérant ainsi la possibilité d'un second champ scalaire...on n'est pas capable de trancher entre les différents modèles.
Bref pour résumer pour Jada. L'inflation ca règle quelques problèmes importants en cosmologie (platitude, horizon, et j'ai oublié le troisième) mais c'est loin d'etre simple de l'implémenter dans l'histoire de l'univers autour cet age (autour de 10^(-30) seconde). Par ailleurs on a pratiquement pas de données sur les évènements qui se sont produits à cette période et encore moins de théorie sérieuse sur la physique des particules valide à l'échelle d'énergie correspondante.
Euh une question me vient à l'esprit :
Vu que l'énergie est en principe une donnée appartenant à R+, on peut imaginer des énergies très grandes (pourquoi pas le TJ ?). Personne ne peut dire si on sera capable d'atteindre des énergies aussi grandes que le TJ, mais cela ne permet-il pas de dire qu'au bout d'un moment nous serons technologiquement limités ? Que nous ne serons plus capables de savoir ce qui se passe au delà d'une certaine énergie ?
C'est la raison pour laquelle plus la science avance plus cela devient une discipline difficile à faire avancer. Difficile mais pas impossible.mais cela ne permet-il pas de dire qu'au bout d'un moment nous serons technologiquement limités ? Que nous ne serons plus capables de savoir ce qui se passe au delà d'une certaine énergie ?
Hello Karibou,Envoyé par Karibou Blanc
Tu fais référence à quel boson là ? Parce qu'à ma connaissance le boson de Higgs est un boson scalaire, donc je ne vois pas trop de quel boson vecteur nouveau tu parles
Pour se donner une idée, on peut considérer l'évolution de la taille des accélérateurs de particules. Du cyclotron des années 30 qui devait faire de l'ordre du mètre, au LHC qui fait plus de 20 km de diamètre, on sent qu'il y a eu une forte évolution ! Et pourtant, ça a profité des progrès technologiques (aimants supraconducteurs). Du coup, on va finir par buter sur la limiter du raisonnable : plus grand deviendrait impossible à placer et coûterait bien trop cher. Sauf si on a une grosse révolution technologique (accélération par plasma, laser, ...).
Aucun, je me serai mal exprimé ? C'est Jada qui parlait d'un boson vecteur associé à un scalaire. Je disais juste qu'avoir un scalaire n'implique pas l'existence d'un vecteur, cad d'une nouvelle force. Mais que c'était l'invariance de jauge qui le faisait.Tu fais référence à quel boson là ?
oui oui, je te rassure ca n'a pas changéParce qu'à ma connaissance le boson de Higgs est un boson scalaire
Ah ok j'avais mal percuté désolé (oui oui, 4h de physique statistique ça crame un peu...)
Merci
OK, ca va mieux maintenant.
Donc l'inflation fait partie des hypothèses au delà du Modèle Standard, est-ce qu'il se rattache à (ou bien apparait dans) une ébauche de théorie au delà du MS genre cordes ou autres ou est-il juste introduit pour répondre aux paradoxes cosmologiques et c'est tout ? Sinon, comment fait-t-on pour travailler sur une hypothèse si on ne connait même pas la physique sous-jacente ???
Bon, ben, je viens d'apprendre quelque chose. Je croyais que le "vecteur" voulait dire "vecteur d'une interaction", comme les vecteurs de maladie en bio...
Si quelqu'un connait un document sur le web ou un bouquin (pas trop dur) qui pourrait m'aider à dire moins de bêtises je veux bien.
Tu n'as pas tort, souvent un boson vecteur est aussi vecteur d'interactionBon, ben, je viens d'apprendre quelque chose. Je croyais que le "vecteur" voulait dire "vecteur d'une interaction", comme les vecteurs de maladie en bio...
En fait vecteur se rapporte au spin de la particule, et veut dire que la particule est de spin 1 ; c'est une propriété liée à l'invariance de jauge qui fait que les bosons des interactions fondamentales sont aussi des bosons de spin 1.
En passant, cela veut dire que le champ de Higgs (qui est un champ scalaire) n'est pas un champ d'interaction (il n'est pas lié à une invariance de jauge).
C'est vieux mais j'avais bien aimé : "Particules élémentaires" dans la série Que-sais-je? , de François Vanucci et Michel Crozon.Si quelqu'un connait un document sur le web ou un bouquin (pas trop dur) qui pourrait m'aider à dire moins de bêtises je veux bien.
Sinon, peut-être un livre d'intro à la théorie quantique des champs ?
en francais, les deux sens (vecteur d'un espace vectoriel et vecteur = véhiculer) sont décrits par le meme mot, vecteur. Mais le Higgs n'est pas non plus le vecteur d'une interaction.Je croyais que le "vecteur" voulait dire "vecteur d'une interaction"
Ah bon ? Par quel procede donne-t-il une masse aux particules s'il n'interagit pas avec elles ?
bon, il faut se mettre d'accord sur le vocabulaire. Une particule peut interagir avec une autre sans l'introduction d'un vecteur d'interaction. Un vecteur d'interaction fait référence à une force fondamentale.Ah bon ? Par quel procede donne-t-il une masse aux particules s'il n'interagit pas avec elles ?
Il y a d'autre facon d'interagir sans faire appel à une force fondamentale, ce sont des interactions de Yukawa. Le Higgs génére des masses pour les fermions grace à des interactions de type Yukawa avec les fermions.
Pour les W/Z (qui eux sont les vecteurs de l'interaction faible), le Higgs interagit avec eux via l'interaction faible car le Higgs à une charge faible.
merci beaucoup pour toutes ces précisions
