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Combien il y a t-il de constantes différentes en physique?



  1. #1
    debroglie66

    Combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    salut!




    voila le nombre de constantes varie dans les livres que j'ai est-ce du au fait que ces livres sont de niveaux différents et ces constantes sont-elles toutes réglées pour l'apparition de la vie ou pour celà peut-on se passer de certaines d'entres elles(valeur quelconque)?





    bien cordialement!
    un amateur!

    -----

    le génie est fait de 1% d'inspiration et de 99% de transpiration (Thomas Edison)!

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  3. #2
    calculair

    Re : combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Bonjour,

    On peut essayer de les denombrer, voila celles que je connais,

    Peut être certain enrichisseront cette liste non exhaustive de 24 constantes



    CONSTANTES PHYSIQUES
    Désignation Symbole Valeur en Unité SI
    Vitesse de la lumière C 2, 99792458 108ms-1
    Charge de l'électron e 1,6021773349 10-19C
    Charge du proton E 1,602189 10-19C
    Constante de Planck H 6,626 07554 10-34Js
    Nombre d'Avogadro N 6,022136736 1023 mole -1
    Unité de masse atomique u.m.a 1,6605021 10-27kg
    Masse de l'électron au repos me 9,109389754 10-31kg
    Masse du proton au repos mp 1,67262311 10-27kg
    Masse du neutron au repos Mn 1,67495 10-27kg
    Energie au repos de l'électron mec2 8,187239 10-14J
    Energie au repos du proton Mpc2 1,503303 10-10J
    Energie au repos du neutron Mnc2 1,505374 10-10J
    Constante de structure fine  1 / 137,035989561
    Rayon de Bohr RB 5,29177 10-11m
    Rayon de l'électron Re 2,817938 10-15m
    Magnéton de Bohr µB 9,27408 10-24JT-1
    Electron Volt eV 1,6021773349 10-19J
    Constante de Rydberg R 10973731,53413 m-1
    Constante de Boltzmann Kb 1,38065812 10-23JK-1
    Permittivité du vide 0 107/4c2
    Perméabilité du vide µ0 410-7 NA-2
    Constante de Gravitation G 6,6725985 10-11m3kg-1s-2
    Constante de Faraday F 96485,30929 Cmole-1
    Const. des gaz parfaits R 8,3145107 JK-1mol-1

    cordialement

  4. #3
    Minouchon2007

    Re : combien il y a t-il de constantes différentes en physique?


  5. #4
    obi76

    Re : combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    C'esp pas pour polémiquer, mais les constantes données par calculair sont pour certaines (voire beaucoup) d'entre elles des constantes définies par d'autres constantes, je ne les considère donc pas comme constante fondamentale (exemple : ).
    Dernière modification par Rincevent ; 25/03/2008 à 17h33.

  6. #5
    Rincevent

    Re : combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    salut,

    faut aussi séparer les "constantes véritablement fondamentales" des "constantes utiles"... ça rejoint d'ailleurs la question des "dimensions physiques" et c'est par exemple très bien expliqué dans le livre "Les constantes fondamentales" d'Uzan et Lehoucq dont je recommande très vivement la lecture à ceux que le sujet intéresse...

    exemple de chose expliquée dans ce livre et rarement mentionnée aux "étudiants" : la grandeur physique "Charge électrique", qui dans le SI est considérée comme "fondamentale", peut très bien s'exprimer à l'aide des unités de longueur, de durée et de masse (avec des exposants pas nécessairement entiers)... si on l'introduit, c'est avant tout par soucis pratique et non parce que c'est une "grandeur physique de base"...
    Ceux qui manquent de courage ont toujours une philosophie pour le justifier. A.C.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    obi76

    Re : combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    j'ai oublié un carré, vous aurez rectifié...

    *** coquille corrigée ***
    Dernière modification par Rincevent ; 25/03/2008 à 17h33.

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  10. #7
    invité576543
    Invité

    Re : Combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Bonsoir,

    Pour ajouter à ce que dit Rincevent, toutes les constantes dimensionné sont des rapports cachés. Et une fois qu'on exprime le rapport, on se rend compte que la constante est tautologique.

    L'exemple le plus simple est, comme d'habitude sur ce sujet, la valeur de 299792458 km/s. Une fois un rapport formé avec la constitution de son unité, on trouve 1.

    Pour continuer, une erreur commune est de voir une constante physique comme un nombre. (Et donc de les lister comme tel, ce qu'a fait calculair.)

    Il y a au moins deux sortes de constantes. Les nombres sans dimension, comme le rapport entre masse du proton et masse de l'électron. Et les "phénomènes universels", comme la vitesse de la lumière.

    La vitesse de la lumière est une constante dimensionnée, mais ce n'est pas un nombre. Elle n'a pas de valeur numérique. C'est une grandeur universelle, lié à un phénomène observable universel, valable en tout lieu tout instant, en tant que telle, pas en tant que valeur.

    La catégorie des "phénomènes universels" est privilégiée pour la constitution de systèmes d'unité. Cela donne des "constantes" dimensionnée, sans valeur chiffrée. On y trouve la vitesse de la lumière, qui donne une relation entre unité de longueur et unité de durée. La constante de la structure fine, qui apparaît comme un nombre sans dimension, mais qui cache en fait une unité, la charge de l'électron (ce qui correspond à ce dont parle Rincevent). La constante de Planck (relation entre masse, longueur et durée), la constante de Gravitation (aussi une relation entre masse, longueur et durée), la constante de Boltzmann (qui définit l'unité de température). Et il se peut qu'il y en ait d'autres. Toutes ces "constantes" peuvent valoir 1 si on veut. Ou n'importe quoi d'autre.

    On peut ranger le nombre d'Avogadro dans une catégorie à part, car il ne correspond à rien de physique, c'est un facteur d'échelle numérique arbitraire, à ranger avec d'autres constantes moins souvent citées, comme "milliard" par exemple.

    Les constantes pour lesquelles la valeur, le nombre, est significatif n'ont pas de dimension. On va les trouver comme rapports de grandeurs complètement comparables, comme rapport de masse entre proton et électron, des rapport de fréquence, de durée, de longueur, etc.

    Cordialement,

  11. #8
    alovesupreme

    Re : combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Citation Envoyé par Rincevent Voir le message
    exemple de chose expliquée dans ce livre et rarement mentionnée aux "étudiants" : la grandeur physique "Charge électrique", qui dans le SI est considérée comme "fondamentale", peut très bien s'exprimer à l'aide des unités de longueur, de durée et de masse (avec des exposants pas nécessairement entiers)... si on l'introduit, c'est avant tout par soucis pratique et non parce que c'est une "grandeur physique de base"...
    Bonsoir,

    Deux grandeurs peuvent être de nature différentes et avoir meme dimension.
    Un auteur peut très bien choisir de quel coté se trouve le pratique. Landau choisit de considérer l'entropie comme sans dimension. Comme dS/dE = 1/T pour lui la température à la dimension d'une énergie et la constante de Boltzmann qui s'exprime en Joule/Kelvin est sans dimension, c'est juste un facteur de conversion. Ce qui surprend dans ce cas c'est que l'énergie est extensive et la température intensive.

  12. #9
    invité576543
    Invité

    Re : combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Citation Envoyé par alovesupreme Voir le message
    Deux grandeurs peuvent être de nature différentes et avoir meme dimension.
    Un auteur peut très bien choisir de quel coté se trouve le pratique. Landau choisit de considérer l'entropie comme sans dimension.
    La notion de "sans dimension" est ambiguë.

    Le cas qui fait consensus est un rapport de deux scalaires, comme un rapport de deux masses. Quand on compare des grandeurs vectorielles, c'est déjà moins simple, d'où polémique si l'angle est une dimension ou non.

    Le cas de l'entropie vient du log. En physique une exponentielle s'applique toujours (je ne connais pas de contre-exemple en dehors de l'entropie) à une valeur sans dimension. D'où la tentation de considérer qu'un log est toujours sans dimension.

    Mais est-ce bien un bon argument? Il y a d'autres critères. L'extensivité, que tu indiques, en est un bien plus puissant. Et il y a un cas parallèle: les simples dénombrements. Il est courant de voir qu'un décompte (exemple nombre de molécules) est sans dimension. Or là aussi, c'est extensif, et il n'y a pas de difficulté de voir que le mot "molécules" dans "nombre de molécules" joue le rôle d'une dimension. Cette dimension est d'ailleurs officialisée par la dimension "mol" qu'on trouve couramment.

    Il me semble que dès qu'il y a choix d'unité arbitraire, il y a dimension. Le choix entre radian et tour indique que l'angle est une dimension, selon cette vue. Le choix de la base du log (et kB est un tel choix) montre que l'entropie est une dimension. Le choix de la mole ou de l'unité montre qu'un décompte d'objets a une dimension (précisément la dimension "objet")

    A contrario, la valeur du rapport entre la masse du proton et la masse de l'électron n'est pas sujet à un choix arbitraire d'unité.

    Mais, pour reprendre ce que j'exprimais au début, c'est polémique. Dans un tel cas, citer un auteur particulier apporte peu. Vaut mieux juste savoir qu'il y a une polémique, et essayer de voir les arguments opposés.

    Cordialement,

  13. #10
    calculair

    Re : combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    On peut peut être reformuler la question initiale

    Pour construire notre physique quelle est le nombre de constante doit on mesurer experimentalement d'une part ou fixer arbitrairement pour definir nos unités d'autre part. ( j'aurais du les citer dans l'ordre inverse pour être plus rigoureux )

  14. #11
    invité576543
    Invité

    Re : combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Citation Envoyé par calculair Voir le message
    Pour construire notre physique quelle est le nombre de constante doit on mesurer experimentalement d'une part ou fixer arbitrairement pour definir nos unités d'autre part. ( j'aurais du les citer dans l'ordre inverse pour être plus rigoureux )
    Pour les unités, je dirais trois fondamentales (L, T, M), et comme étalons universels on peut prendre c, h, G.

    Pour compléter le système d'unités usuel, il faut une mesure expérimentale, correspondant à la charge de l'électron, par exemple α, ou ε0, ou μ0.

    Et des unités "mathématiques", K, radian, mole, candela. Ce ne sont pas vraiment des constantes physiques.

    Dans les constantes à fixer expérimentalement, il y a:

    - une ou deux constantes pour l'interaction forte (?); une pour l'interaction faible (plus ?);
    - les rapports des masses des fermions avec la masse de l'électron (soit 11 valeurs)
    - peut-être les masses des bosons de masse non nulle ?
    - autre ?

    Mais on peut aussi se poser la questions du statut de certains petits nombres qui sont fixés expérimentalement, comme (peut-être) le rapport entre la charge de chaque quark et la charge de l'électron, ou le nombre de "générations" de particules (3 générations).

    Et enfin, il y a plein de nombres que l'on pense pouvoir calculer à partir des autres, mais pour lesquels nous n'avons pas les moyens de faire le calcul; et donc que l'on fixe expérimentalement. Et là, on trouve un énorme paquet de "constantes"...

    A cause de cette dernière catégorie, c'est un peu un jeu intellectuel que de chercher une liste "minimale" de constantes, basé sur une contra-factualité genre "si on disposait de moyens de calcul infinis, alors quel serait le jeu minimal de constantes pour...".

    Cordialement,

  15. #12
    GillesH38a

    Re : Combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    a noter que le nombre de constantes "fondamentales" dépend de notre ignorance. La masse du deuton est en principe calculable à partir de celle du proton et du neutron, et des constantes de couplage, on ne la considérera pas comme fondamentale. Mais que dire de la masse du muon par rapport à celle de l'électron? on ne sait pas la calculer, on va donc la considérer comme "fondamentale", mais il y a peut etre une théorie inconnue qui montrerait qu'elle vaut un rapport calculable genre , dans ce cas, elle ne serait plus une constante fondamentale ....

    sinon, dans les constantes fondamentales, donc sans dimension (c'est à dire comme l'explique Michel dont les valeurs sont les mêmes pour tout le monde dans tout système d'unité), je pense qu'on a
    * les masses des particules "fondamentales" (au sens ci-dessus, dont on ne sait pas meme en principe comment calculer la valeur) rapportées à une masse fondamentale, qu'il est commode de prendre comme la masse de Planck : 6 quarks, 6 leptons, 3 bosons intermédiaires.

    * les constantes de couplages des 3 interactions non gravitationnelles (pas G qui vaut 1 dans le système naturel).

    * les "angles de mélange " qui passent des états propres de saveur aux états propres de masse.

    + les masses de particules postulées mais non encore observées : boson de Higgs (à noter que les masses des autres particules pourraient etre décrites par un angle de mélange avec le boson de Higgs), et eventuellement toutes les particules supersymétriques .....

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  17. #13
    mariposa

    Re : combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Citation Envoyé par Michel (mmy) Voir le message
    La notion de "sans dimension" est ambiguë.

    Le cas qui fait consensus est un rapport de deux scalaires, comme un rapport de deux masses. Quand on compare des grandeurs vectorielles, c'est déjà moins simple, d'où polémique si l'angle est une dimension ou non.
    .
    Bonjour

    L'électronicien écrit:

    A (t) = A°.cos ( w.T + teta)

    D'où il ressort que téta est sans dimension et cela sans aucune ambiguité possible.

    Le cas de l'entropie vient du log. En physique une exponentielle s'applique toujours (je ne connais pas de contre-exemple en dehors de l'entropie) à une valeur sans dimension. D'où la tentation de considérer qu'un log est toujours sans dimension.
    .
    je ne comprends pas. Un log est toujours sans dimension. En quoi l'entropie fournirait-elle un contre-exemple.

    Il est courant de voir qu'un décompte (exemple nombre de molécules) est sans dimension. Or là aussi, c'est extensif, et il n'y a pas de difficulté de voir que le mot "molécules" dans "nombre de molécules" joue le rôle d'une dimension. Cette dimension est d'ailleurs officialisée par la dimension "mol" qu'on trouve couramment.
    .
    Je ne suis pas bien. Le nombre de molécules c'est un nombre (donc sans dimension) donc le nombre de moles c'est un nombre sans dimension.

    Il me semble que dès qu'il y a choix d'unité arbitraire, il y a dimension. Le choix entre radian et tour indique que l'angle est une dimension, selon cette vue.
    .
    Un nombre de tours c'est un multiple de 2.PI, donc les angles en toutes circonstances sont sans dimension.

    Le choix de la base du log (et kB est un tel choix) montre que l'entropie est une dimension. Le choix de la mole ou de l'unité montre qu'un décompte d'objets a une dimension (précisément la dimension "objet")
    .
    L'entropie est par construction (Clausius) dS = dQ/T donc son unité est toujours Joule/Kelvin
    .
    L'interpretation microscopique: S = k.ln W impose que le facteur k ait la dimension de S donc en joule/Kelvin

    A contrario, la valeur du rapport entre la masse du proton et la masse de l'électron n'est pas sujet à un choix arbitraire d'unité.
    OK

    Mais, pour reprendre ce que j'exprimais au début, c'est polémique. Dans un tel cas, citer un auteur particulier apporte peu. Vaut mieux jus

    te savoir qu'il y a une polémique, et essayer de voir les arguments opposés.

    Cordialement,
    .
    Je ne vois pas du tout comment peut-il y avoir de polémique sur les points évoqués ci-dessus.
    .
    relativement aux points évoqués il y a:

    soient des grandeurs naturelement sans dimension. Ce sont des nombres réels ou des entiers.
    ;
    Soient des grandeurs expérimentalement avec une dimension physique que l'on peut adimensionner en la divisant par une grandeur de référence de même dimension. C'est dernière démarche est obligatoire pour comparer les termes d'une équation representant un phénomne physique compliqué. Après adimensionnement on peut négliger certains termes ou les traiter dans une technique de perturbation.

  18. #14
    deep_turtle

    Re : Combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    L'électronicien écrit:

    A (t) = A°.cos ( w.T + teta)

    D'où il ressort que téta est sans dimension et cela sans aucune ambiguité possible.
    Et l'étudiant tape la même chose sur sa calculette et obtient un résultat faux, car par défaut le "cosinus" est calculé avec des degrés et pas des radians...
    « D'avoir rejeté le néant, j'ai découvert le vide» -- Yves Klein

  19. #15
    mariposa

    Re : combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Citation Envoyé par Michel (mmy) Voir le message
    Pour les unités, je dirais trois fondamentales (L, T, M), et comme étalons universels on peut prendre c, h, G.

    Pour compléter le système d'unités usuel, il faut une mesure expérimentale, correspondant à la charge de l'électron, par exemple α, ou ε0, ou μ0.
    Oui définir des constantes fondamentales ainsi serait idéal puisqu'au trois domaines RR, RG et MQ on associe 3 grandeurs. Seulement cela suppose deux conditions,
    ;
    1- Que selon les théories en cours ces constantes ne dépendent de rien du tout.
    .
    2- Que ces constantes soient mesurables avec une haute précision.

    En laissant de coté les problèmes de précision il y a un doute (donc non démontré) sur leur caractère "universel". C'est le cas de G

    Par contre la charge de l'électron (ou la constante de structure fine, sa valeur adimensionnée) est une charge écrantée qui dépend donc fortement de la distance. On prend officiellement la charge a q=0 que l'on extrait d'expérience de physique atomique (il faudrait vérifier laquelle).
    .
    En fait ce qui va définir la hiérarchie des constantes c'est la combinaison de lois fondamentales et d'expériences singulières adaptées a des mesures de haute précision. En haut du tableau ce sont les constantes fondamentales et en bas ce sont les constantes "dérivées".
    .
    Cela veut dire que les constantes fondamentales dépendent de l'histoire et des progrès des techniques de mesure.
    ;
    Exemple (a vérifier concrètement)
    .
    Le mètre était défini par l'objet en platine irridié déposé a coté de chez moi au pavillon de Breteuil. Aujourd'hui ce n'est plus çà. On définit la seconde par rapport a la fréquence d'une transition atomique (laquelle) très fine car on sait mesurer de telles transitions avec haute précision. En suite on fixe "arbitrairement" la vitesse de la lumière, ce qui définit l'unité de longueur. Sous réserve que je sois au courant des références actuelles cela veut dire que la seconde est une unité fondamentale et que le mètre est une unité dérivée.

  20. #16
    mariposa

    Re : Combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Citation Envoyé par gillesh38 Voir le message
    a noter que le nombre de constantes "fondamentales" dépend de notre ignorance. La masse du deuton est en principe calculable à partir de celle du proton et du neutron, et des constantes de couplage, on ne la considérera pas comme fondamentale. Mais que dire de la masse du muon par rapport à celle de l'électron? on ne sait pas la calculer, on va donc la considérer comme "fondamentale", mais il y a peut etre une théorie inconnue qui montrerait qu'elle vaut un rapport calculable genre , dans ce cas, elle ne serait plus une constante fondamentale ....

    sinon, dans les constantes fondamentales, donc sans dimension (c'est à dire comme l'explique Michel dont les valeurs sont les mêmes pour tout le monde dans tout système d'unité), je pense qu'on a
    * les masses des particules "fondamentales" (au sens ci-dessus, dont on ne sait pas meme en principe comment calculer la valeur) rapportées à une masse fondamentale, qu'il est commode de prendre comme la masse de Planck : 6 quarks, 6 leptons, 3 bosons intermédiaires.

    * les constantes de couplages des 3 interactions non gravitationnelles (pas G qui vaut 1 dans le système naturel).

    * les "angles de mélange " qui passent des états propres de saveur aux états propres de masse.

    + les masses de particules postulées mais non encore observées : boson de Higgs (à noter que les masses des autres particules pourraient etre décrites par un angle de mélange avec le boson de Higgs), et eventuellement toutes les particules supersymétriques .....
    En effet le modèle standard est un modèle dont on dit qu'il décrit les résultats expérimentaux à 1%. En ce qui concerne les masses il n'y a pas grand chose a grater. En effet les masses signifient un spectre d'énergie et à l'évidence il n'y a pas beaucoup de dégenerence ce qui veut dire que les groupes du modèle standard est un groupe approximatif. Quand à la matrice CKM elle n'apporte aucun élément pour définir des constantes et encore moins les constantes de couplage qui dérivent du boson de Higgs.
    ;
    Sous cet angle le modèle standard est équivalent à la structure de bande du silicium décrit par un groupe d'espace paramètré par "quelques" mesures.
    .
    On pourrait prendre comme référence provisoire les masses de l'électron, du muon, du tau (?) qui sont des grandeurs provisoirement indépendantes. On devrait logiquement prendre comme masses celles des quarks qui sont très mal connues. La masse d'un proton découle de celles des quarks, donc il est préférable de prendre la masse du proton a travers une mesure et de rapporter toutes les masses par exemple a celles de l'électron.
    .
    Quel est en fait la définition du kg aujourd'hui?

    Quand à la charge de l'électron c'est grace a QED (qui est très précise) que l'on peut lui attribuer une charge a longue distance extraite de mesure de physique atomique.

  21. #17
    mariposa

    Re : Combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Citation Envoyé par deep_turtle Voir le message
    Et l'étudiant tape la même chose sur sa calculette et obtient un résultat faux, car par défaut le "cosinus" est calculé avec des degrés et pas des radians...
    .
    bonjour,
    ;
    Oui mais les degrès en entrée de programme sont traduits à l'éxécution inévitablement en radians avec une précision limitée sur PI (inévitable troncature).
    .
    Dans mon temps (avant 1968) les calculettes n'existaient pas et les électroniciens s'en tiraient pas mal.

    Conclusion: Il faut donc supprimer les calculettes qui gène la réflexion!

  22. #18
    Barmecides

    Re : Combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Comme certains d'entre vous l'ont deja specifie, je pense pour des raisons plus epistemologiques que physiques qu'il faut effectivement bien separer :

    1- les constantes fondamentales avec dimension (c, G, h) qui sont, je dirais, definies par notre corpus theorique fondamental (RR + RG + MQ). Si on modifie le corpus theorique, on pourrait s'attendre a voir disparaitre certaine(s) constante(s) (relier h et G par exemple) et il s'agirait la d'une revolution dans notre modelisation de la nature.

    2- les constantes sans dimension qui sont simplement les parametres libres du modele qu'on utilise a l'interieur du corpus theorique pour etre compare aux observations. L'exemple type est le Modele Standard de la physique des particules et ses 19 parametres libres. Il existe pletore de modeles possibles, mais on prefere evidement ceux qui sont contraints et dont le nombre de parametres est faible. Ces modeles evoluent vite en comparaison avec le corpus theorique.

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  24. #19
    Barmecides

    Re : combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Citation Envoyé par Michel (mmy) Voir le message
    Et enfin, il y a plein de nombres que l'on pense pouvoir calculer à partir des autres, mais pour lesquels nous n'avons pas les moyens de faire le calcul; et donc que l'on fixe expérimentalement. Et là, on trouve un énorme paquet de "constantes"...
    Oui ce dernier point est tres interessant puisqu'il est a la base de tout ceux qui veulent construire une TOE (theorie du tout).
    Je me demande s'il existe un programme de recherche visant a obtenir les constantes macroscopiques (bolzman ?) a partir d'ingredients plus fondamentaux ?
    Je pense qu'il serait tres interessant de savoir s'il apparait de nouveaux parametres libres lorsque l'on passe d'une echelle a une autre (en quelque sorte le vev du mecanisme de Higgs pourrait il en etre la preuve ?) ?

  25. #20
    GillesH38a

    Re : Combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Citation Envoyé par Barmecides Voir le message
    Comme certains d'entre vous l'ont deja specifie, je pense pour des raisons plus epistemologiques que physiques qu'il faut effectivement bien separer :

    1- les constantes fondamentales avec dimension (c, G, h) qui sont, je dirais, definies par notre corpus theorique fondamental (RR + RG + MQ). Si on modifie le corpus theorique, on pourrait s'attendre a voir disparaitre certaine(s) constante(s) (relier h et G par exemple) et il s'agirait la d'une revolution dans notre modelisation de la nature.
    justement non, ce n'est pas ce que je dirais. Les constantes dimensionnées n'ont de valeur qu'avec un choix arbitraire d'unité, elles ne représentent RIEN DU TOUT de physique. la relation que tu cherches entre h et G est déja connue, et très simple, c'est h = G = 1 en unités naturelles.

    la valeur SI de c, h ou G ne contient pas plus d'information physique que la "constante" calorique de 4,18 cal/J , par exemple.

  26. #21
    mariposa

    Re : Combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Citation Envoyé par Barmecides Voir le message
    Comme certains d'entre vous l'ont deja specifie, je pense pour des raisons plus epistemologiques que physiques qu'il faut effectivement bien separer :

    2- les constantes sans dimension qui sont simplement les parametres libres du modele qu'on utilise a l'interieur du corpus theorique pour etre compare aux observations. L'exemple type est le Modele Standard de la physique des particules et ses 19 parametres libres. Il existe pletore de modeles possibles, mais on prefere evidement ceux qui sont contraints et dont le nombre de parametres est faible. Ces modeles evoluent vite en comparaison avec le corpus theorique.
    . Bonjour,
    .
    entièrement d'accord mais il faut faire quand même.une nette hiérarchie
    .
    la constante de structure fine est effectivement un paramètre libre d'un modèle, celui de la QED. Il se fait qu'elle peut-être mesurée avec grande précision. On peut donc en déduire (par exemple) la charge de l'électron si l'on connait la constante de Planck avec précision.
    .
    par contre les masses des particules ne sont qu'un spectre d'énergie et n'ont pas du tout le même statut que la constante de structure fine. Le spectre de masse c'est le même statut que le spectre d'énergie du titane (par exemple).
    .
    En termes de groupe la structure fine est un élement de matrice réduit cad la partie physique qui ne dépend pas de la symétrie du groupe, c'est donc un invariant. Par contre les masses sont les solutions d'un hamiltonien dont on ne connait que le forme des couplages des champs libres.

  27. #22
    Barmecides

    Re : Combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Citation Envoyé par gillesh38 Voir le message
    justement non, ce n'est pas ce que je dirais. Les constantes dimensionnées n'ont de valeur qu'avec un choix arbitraire d'unité, elles ne représentent RIEN DU TOUT de physique. la relation que tu cherches entre h et G est déja connue, et très simple, c'est h = G = 1 en unités naturelles.

    la valeur SI de c, h ou G ne contient pas plus d'information physique que la "constante" calorique de 4,18 cal/J , par exemple.
    Alors, penses a si tu etais un physicien du 19ieme siecle avant Einstein.
    Sans l'universalite de la vitesse de la lumiere dans le vide, aurais tu pu relier longueur et temps et poser par la suite c = 1 en unite naturelle ?
    Aurais tu pu sans l'universalite de G, poser le principe d'equivalence ?
    Ces unites h = G = 1 qui te semblent naturelles le sont parce que nous acceptons le corpus theorique qui soustend ces relations.

  28. #23
    mariposa

    Re : Combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    La question du fil est:

    Combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    j'ai été voir dans l'EU et le choix est d'abord dicté par la précision expérimentale .
    .
    1- La masse.

    Le kg est la masse du prototype en platine irridié déposé au Pavillon de Breteil à Sévres.

    2- Le temps.
    .
    le seconde c'est c'est la durée de 9 192 631 770 période de la transition correspondant entre les 2 niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de cérium 133.
    .
    3- La longueur.
    .
    Le mètre c'est la longueur parcourue par la lumière dans le vide pendant 1/299 792 458 secondes.
    .
    4- La température
    .
    273,16 K est la température du point triple de l'eau pure.
    .
    5- L'intensité lumineuse.
    .
    La candela est l'intensité lumineuse dans une direction donnée d'une source qui émet un rayonnement monochromatique de longueur d'onde à 0,555 µm et dont l'intensité énergétique dans cette direction est 1/683 watt/steradian.
    .
    6- Quantité de matière.
    .
    La mole est la quantité de matière d'un système contenant autant d'entité élémentaires qu'il y a d'atomes dans 12 g de carbone (isotope 12).
    .
    7- Electricité.
    .

    l'Ampére est le courant nécessaire a faire apparaitre une force de 2.10-7 newton entre 2 conducteurs rectilignes infinis distants de 1m dans le vide.

  29. #24
    Karibou Blanc

    Re : Combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Citation Envoyé par gillesh38 Voir le message
    justement non, ce n'est pas ce que je dirais. Les constantes dimensionnées n'ont de valeur qu'avec un choix arbitraire d'unité, elles ne représentent RIEN DU TOUT de physique. la relation que tu cherches entre h et G est déja connue, et très simple, c'est h = G = 1 en unités naturelles.

    la valeur SI de c, h ou G ne contient pas plus d'information physique que la "constante" calorique de 4,18 cal/J , par exemple.
    Je penche plutot pour le point de vue de Barmecides, bien que je comprenne pourquoi tu as fait cette remarque. Néanmoins celle-ci me parait plus correcte (et en accord avec ce que dit Barmecides) si on la complete en disant: que la valeur numérique des constantes fondamentales ne represente rien du tout de physique. La constante elle-meme à un sens physique indéniable. Je m'explique, du fait de leur caractère dimensionné et de leur indépendance les unes par rapports aux autres, je peux toujours me placer dans un système d'unité où c=h=G=1, à moins que l'une d'entre elles soit nulle ! Donc une constante dimensionnée ne peut prendre que deux valeurs, 0 ou 1 (le 1 sous-entendant un choix d'unité précis). Maintenant il existe une tres grande différence entre (par exemple) c=0 et c=1. Dans le premier on a pas de relativité restreinte, alors que dans l'autre oui. Bref le fait qu'il existe une constante fondamentale (donc de valeur non nulle) est le signe d'une propriété physique (meme d'un paradigme physique) important, pour ne pas dire fondamental

    1) c=0 implique interaction instantannée à distance (pas de relativité restreinte).
    2) h=0 implique l'absence de fluctuations quantiques (ce n'est pas nécessairement de la mécanique classique dans ce cas, car le formalisme quantique inclu l'aspect probabiliste qui demeure dans la limite h=0).
    3) G=0 implique qu'il n'existe pas de force gravitationnelle.
    Well, life is tough and then you graduate !

  30. Publicité
  31. #25
    Thwarn

    Re : Combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Citation Envoyé par Karibou Blanc Voir le message
    1) c=0 implique interaction instantannée à distance (pas de relativité restreinte).
    Ce n'est pas plutot pour c = infini que les interactions sont instantees?
    Tes desirs sont desordres. (A. Damasio)

  32. #26
    Karibou Blanc

    Re : Combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Citation Envoyé par Thwarn Voir le message
    Ce n'est pas plutot pour c = infini que les interactions
    sont instantees?
    C'est exact, mais bon prendre c ou 1/c comme constante fondamentale est arbitraire en soi.
    Je corrige ce que j'ai écrit plus haut : 1/c,h,G = 0 ou 1.

    Donc pour 1/c =0, les interactions sont instantannée.
    Merci de m'avoir indiquer cette bourde.
    Well, life is tough and then you graduate !

  33. #27
    Karibou Blanc

    Re : combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Je pense qu'il serait tres interessant de savoir s'il apparait de nouveaux parametres libres lorsque l'on passe d'une echelle a une autre (en quelque sorte le vev du mecanisme de Higgs pourrait il en etre la preuve ?) ?
    Je ne comprends pas tres bien ce que tu veux dire par la.
    Evidemment on changeant d'échelle, disons en augmentant l'énergie, on met en évidence des phénomènes nouveaux et parfois la nécessité d'introduire un nouveau formalisme dans lequel l'effet de ce nouveau phénomène sera "encodé" dans une nouvelle constante fondamentale.
    Si c'est ce que je voulais dire, je ne pense pas que la vev du higgs soit dans cette catégorie.
    Well, life is tough and then you graduate !

  34. #28
    GillesH38a

    Re : Combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Citation Envoyé par Karibou Blanc Voir le message
    1) c=0 implique interaction instantannée à distance (pas de relativité restreinte).
    2) h=0 implique l'absence de fluctuations quantiques (ce n'est pas nécessairement de la mécanique classique dans ce cas, car le formalisme quantique inclu l'aspect probabiliste qui demeure dans la limite h=0).
    3) G=0 implique qu'il n'existe pas de force gravitationnelle.
    oui, c'est plutot c infini, mais c'est un détail, on pourrait parler de "temps par distance", l'inverse de la vitesse, et ce serait effectivement nul (du coup il manque une troisieme valeur "canonique" dans tes possibilités, la valeur infinie !).

    Neanmoins, je pense que l'absence de ces constantes (ou la nullité) aurait des conséquences bien plus dramatiques que l'absence de fluctuation quantique ou le caractère instantané des interactions : nous ne savons meme pas si un monde physique serait possible. Le monde classique etait en fait impossible : aucun atome n'aurait été stable, toutes les particules aurait du s'effondrer immédiatement l'une sur l'autre. De même si c et h n'existent pas, il n'existe plus d'effet physique ayant naturellement la dimension d'un temps. Comment le monde pourrait-il évoluer si il n'y a aucun "temps de référence" ? (qui est en fait le temps de planck ?)

    Une loi physique décrivant n'importe quel phénomène temporel (par exemple le temps de vie d'un noyau radioactif , la fréquence d'émission du césium) DOIT se mettre sous la forme
    t = tp f(a1,a2,....aN) où tp est le temps de Planck et a1, a2 les constantes sans dimensions dont je parlais (rapport des masses des particules à la masse de Planck, constante de couplage). C'est obligatoire pour des raisons dimensionnelles. Or si c et h n'avaient pas une valeur finie non nulle (et donc 1 en unité naturelle), il n'existerait aucune possibilité de construire tp et donc aucune loi physique, ce serait un peu troublant quand meme....

    cordialement

    Gilles

  35. #29
    Barmecides

    Re : combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Citation Envoyé par Karibou Blanc Voir le message
    Je ne comprends pas tres bien ce que tu veux dire par la.
    Evidemment on changeant d'échelle, disons en augmentant l'énergie, on met en évidence des phénomènes nouveaux et parfois la nécessité d'introduire un nouveau formalisme dans lequel l'effet de ce nouveau phénomène sera "encodé" dans une nouvelle constante fondamentale.
    Si c'est ce que je voulais dire, je ne pense pas que la vev du higgs soit dans cette catégorie.
    Effectivement je ne me suis pas tres bien exprime !!!
    Ce que je voulais dire, c'est, par exemple, est on sure que toute physique a des energies inferieures emerge du modele valide a une energie superieure (par exemple le lien entre QCD pertubative et toute la physique nucleaire, le passage quantique/classique et le phenomene de decoherence) ?
    Ou se peut-il qu'il faille introduire un formalisme different pour chaque echelle ? Dans ce cas, on aurait uniquement des theories effectives couvrant differents domaines.
    Notre ambition actuel est plutot oppose puisque beaucoup de theoriciens cherchent une theorie ("du tout") valide de l'energie de Planck (et plus) aux phenomenes macroscopiques.
    Bien evidement, pour l'instant, l'Histoire plaide pour cette seconde option.

  36. #30
    calculair

    Re : Combien il y a t-il de constantes différentes en physique?

    Bon concrétement il y en a combien ?

    Mariposa en en listées 7 dans le message 23.

    Eventuellement on peut faire 2 categories
    Les constantes qui n'ont d'utilité que pour fixer les unités
    Les constantes qui sont necessaires à decrire aujourd'hui la physique

    Je propose que l'on etablisse une liste probatoire et ensuite elle sera enrichie ou appauvrie en fonction des connaissances.

    Le forum permettra en fonction des arguments de valider ou non la constante supplementaire.

    J'espère que les discussions seront passionnées et riches et qu'elles permettront d'approcher un chiffre. ' (a mettre peu être dans le fameux tableau)

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