interaction forte
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interaction forte



  1. #1
    invite5411484d

    interaction forte


    ------

    Bonjour,

    Comment varie la portée de l'interaction forte avec r?
    est il vrai qu'a longue distance cette derniere devrait dominer si la matiere etait colorée?

    comment explique t on l interaction forte entre nucleons (transmise par des mésons) vu qu un nucleon est "blanc"?

    -----

  2. #2
    Deedee81
    Modérateur

    Re : interaction forte

    Bonjour,

    Citation Envoyé par rizaucurry999 Voir le message
    Comment varie la portée de l'interaction forte avec r?
    Elle augmente.
    Ce qui est assez contre-intuitif et différent des autres interactions.
    A contrario, elle diminue à très courte distance. Une interaction de ce type est dit "asymptotiquement libre".

    Il est très difficile d'expliquer pourquoi certaines interactions peuvent avoir un comportement de ce type. J'ai encore du mal à digérer Callan - Symanzik

    A moins qu'un crac de sache vulgariser ça . Voir aussi :
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Libert%C3%A9_asymptotique

    Citation Envoyé par rizaucurry999 Voir le message
    est il vrai qu'a longue distance cette derniere devrait dominer si la matiere etait colorée?
    Comme elle augmente avec r, forcément.

    Citation Envoyé par rizaucurry999 Voir le message
    comment explique t on l interaction forte entre nucleons (transmise par des mésons) vu qu un nucleon est "blanc"?
    Il a une structure avec des quarks qui, eux, sont collorés.
    Donc, de près, de tout, près, les quarks de l'un "voient" les quarks de l'autre et interaggisent. A une distance de l'ordre de quelques diamètres ça tombe en chute libre. En fait, ce "résidu" qui a la gentillesse de diminuer avec la distance est la "force nuéclaire".

    Notons que cette interaction qui augmente avec r explique justement que les particules soient "blanches" (le confinement des quarks). La "force de rappel" augmente très vite. Et si on insiste, en fournissant une énergie colossale par exemple avec des collisions, cette énergie ne sert en définitive qu'à créer de nouvelles particules et on se retrouve avec une jerbe de particules non collorées au lieu d'avoir des quarks libres.

    Ceci n'est qu'une description qualitative mais, à ma connaissance, on n'a pas de calculs détaillés complets pour le confinement. Ceux-ci étant très difficiles (à cause de l'intensité de l'interraction qui complique les calculs, ça ne marche bien que dans les cas extrêmement énergétiques). Mais, bon, je n'ai pas suivi les progrès récent en calcul numérique (je me souviens juste d'une estimation faites de la masse du proton, par calcul, qui a donné la bonne valeur avec une précision de +/- 30 %, médiocre mais satisfaisant au moins pour dire que la théorie, la chromodynamique, n'est pas tout à fait aberrante ).

  3. #3
    Karibou Blanc

    Re : interaction forte

    comment explique t on l interaction forte entre nucleons (transmise par des mésons) vu qu un nucleon est "blanc"?
    pour la meme raison qu'on raison explique les forces de van der walls (d'origine électromagnétique) entre molécules neutres. La molécule est neutre mais est composée de charges électriques qui ne sont pas placées au meme endroit, il existe ainsi des dipoles électriques, qui bien que neutre peuvent interagir électromagnétiquement entre eux à courte distance. Pourquoi pas à longue distance ? Car à grande distance, ou vue de loin, les charges qui constituent le dipole paraissent de plus en plus rapprochées, et le dipole ressemble de plus en plus à un "point" neutre.

    C'est la meme chose pour les baryons (protons ou neutrons), ces derniers sont neutres de couleurs mais ils sont composés de quarks (et gluons) colorés, il y a donc des dipoles de couleurs qui peuvent interagir entre-eux à courte distance pour les memes raisons que les dipoles électriques.
    Well, life is tough and then you graduate !

  4. #4
    Deedee81
    Modérateur

    Re : interaction forte

    Citation Envoyé par Karibou Blanc Voir le message
    pour la meme raison qu'on raison explique les forces de van der walls (d'origine électromagnétique) entre molécules neutres.
    Bonjour Karibou,

    Je sais que tu est nettement plus calé que moi dans ce domaine, alors, est-ce que tu saurais expliquer en "termes simples" pourquoi certaines interactions ont un comportement asymptotiquement libre ?

    Je dois dire que, moi, je sèche (je trouve la théorie très compliquée, la théorie du groupe de renormalisation, et je serais bien en peine de la vulgariser, est-ce même possible ?)

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Karibou Blanc

    Re : interaction forte

    Je sais que tu est nettement plus calé que moi dans ce domaine, alors, est-ce que tu saurais expliquer en "termes simples" pourquoi certaines interactions ont un comportement asymptotiquement libre ?
    Il n'y a pas de raison générique simple pour cela. La dépendance avec l'énergie d'un couplage de jauge est donnée par ce qu'on appelle la fonction beta, qui est définie par d(ln g)/d(ln E). La dependance avec l'énergie est due aux fluctuations quantiques du vide, donc apparait formellement à une boucle (à l'arbre, le couplage est constant avec l'énergie), les ordres superieurs en perturbations contribuent aussi à beta bien sur mais sont sous-dominant si g est petit devant 1, ce qui est toujours vrai si le développement perturbatif est justifié.

    Bref le signe de beta t'indique si l'interaction de jauge est asymptotiquement libre ou si elle s'évanouit avec la distance. A une boucle, il existe une formule générale pour beta (tu peux la trouver facilement pour QCD ou SU(N) sur le net je pense). Comme beta est donnée par les fluctuations quantiques du vide, elle dépend des champs qui existent dans la théorie, le caractère non-abélien du groupe de jauge implique un beta negatif (liberté asymptotique), un groupe non-abélien implique des auto-interactions entre les champs de jauge donc une modification du couplage de jauge lui-meme à une boucle. Par contre des représentations fondamentales (ce qui est en général toujours le cas) du groupe de jauge (des fermions ou des scalaires) genèrent des contributions possitives à beta. Ainsi le signe global dépend de l'ordre du groupe, le N de SU(N) cad à dire du nombre de bosons de jauge, et du nombre de représentations fondamentales du meme groupe. Note qu'un singulet du groupe de jauge ne modifie pas la fonction beta puisqu'il ne couple pas au boson de jauge (il n'est pas chargé, c'est un singulet).

    Par exemple dans le modele standard, SU(2) et SU(3) sont asymptotiquement libre. Pour SU(3) cela conduit au confinement, bien que cela soit encore difficilement prouvable rigoureusement par le calcul car le couplage devient fort, d'ordre 1, et la serie perturbative n'a plus de sens. Pour SU(2) la situation est différente car la symétrie est spontannément brisée et le Z se différencie du photon avant d'entrer dans un régime de fort couplage quand on diminue l'énergie.
    Maintenant dans le MSSM, l'extension supersymétrique du modele standard, les partenaires supplémentaires supersymétriques ont pour effet de faire basculer le signe de beta pour SU(2), et ce groupe de jauge n'est plus asymptotiquement libre.
    Well, life is tough and then you graduate !

  7. #6
    Deedee81
    Modérateur

    Re : interaction forte

    Citation Envoyé par Karibou Blanc Voir le message
    Maintenant dans le MSSM, l'extension supersymétrique du modele standard, les partenaires supplémentaires supersymétriques ont pour effet de faire basculer le signe de beta pour SU(2), et ce groupe de jauge n'est plus asymptotiquement libre.
    Tiens, ça j'ignorais (et j'ai failli dire une bêtise en le lisant , j'ai failli confondre l'interaction faible et forte, grave)

    Pour ce qui est de la vulgarisation du groupe de renormalisation, j'ai un excellent bouquin qui s'appelle "des phénomènes critiques aux champs de jauge". Non pas que ce soit un livre de vulgarisation (c'est loin d'être le cas) mais il aborde la théorie quantique des champs par un angle totalement différent et nettement plus "vulgarisable". Faudra que je (re)potasse ça.

    Merci pour ces explications (je n'ai étudié ça qu'une fois, par moi-même et il y a presque vingt ans ),

  8. #7
    Karibou Blanc

    Re : interaction forte

    Pour comprendre les idées (un peu) caché derriere le groupe de renormalisation, tu peux lire ce tres bon (et court en plus) papier de Delamotte : http://arxiv.org/abs/hep-th/0212049

    un autre truc introduction tres bien écrit: http://arxiv.org/abs/hep-ph/0506330

    Le Bellac c'est pas mal car il introduit le groupe de renormalisation en mecanique statistique, notamment pour les transitions de phases et les points critiques, car c'est plus simple à "visualiser". C'est d'ailleurs la que ce concept a été introduit en premier par Wilson. Néanmois, la théorie de Landau n'est ni plus ni moins qu'une théorie des champs scalaire et le concept de groupe de renormalisation est tres utilisé en physique (théorique) des particules, notamment dans les schéma dit de soustraction minimale (MS et MS-bar).
    Well, life is tough and then you graduate !

  9. #8
    Deedee81
    Modérateur

    Re : interaction forte

    Bonjour,

    Citation Envoyé par Karibou Blanc Voir le message
    Pour comprendre les idées (un peu) caché derriere le groupe de renormalisation, tu peux lire ce tres bon (et court en plus) papier de Delamotte : http://arxiv.org/abs/hep-th/0212049

    un autre truc introduction tres bien écrit: http://arxiv.org/abs/hep-ph/0506330
    Merci pour ces références.

    Citation Envoyé par Karibou Blanc Voir le message
    Le Bellac c'est pas mal car il introduit le groupe de renormalisation en mecanique statistique, notamment pour les transitions de phases et les points critiques, car c'est plus simple à "visualiser". C'est d'ailleurs la que ce concept a été introduit en premier par Wilson. Néanmois, la théorie de Landau n'est ni plus ni moins qu'une théorie des champs scalaire et le concept de groupe de renormalisation est tres utilisé en physique (théorique) des particules, notamment dans les schéma dit de soustraction minimale (MS et MS-bar).
    Je sens que je vais le relire ce livre
    (surtout la partie sur le groupe de renormalisation).

    Merci,

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