masse et symétrie, pourquoi pas de masse négative?

[invite9a23e481]

Franchement tu te fous de moi.....j'ai pas arrété de te répondre.

ce que je retiens de tes réponses c'est "oui le higgs (ou le qqch qui transmet l'info sur la masse) pourrait transmettre des infos sur une masse negative" , et "de toutes façons c'est pas observable donc on s'en fiche" ça ne réponds pas franchement a "on me dis qu'il ne peut pas y avoir de masse négative, pourquoi?"

quand à mon niveau, c'est par des editions que tu l'as demandé, désolé de ne pas l'avoir vu plus tôt... je suis dans un "équivalent" du M1, mais la physique n'est qu'une option et donc on reste plus vague qu'en parcour physique
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[inviteaa85155c]

par définition:la masse est une grandeur scalaire égale au rapport entre la force F qui s'exerce sur lui et l'acceleration a qu'elle lui communique.
définition incompatible avec une masse négative, l'accélération ne serait plus dans le même sens que la résultante des forces appliquées. Ce qui remet en cause une bonne partie de la physique.

C'est vrai qu'on aboutit à des contradictions en considérant une masse inerte négative. Ca signifie également que si j'essaie d'appuyer sur un objet de masse négative, il va réagir en venant vers mon doigt, ce qui, par réaction, va encore faire augmenter la force appliquée. Donc la force va tendre vers l'infini, les deux objets doivent fusionner.

Si on considère uniquement que la masse grave est négative, a priori ca ne pose pas de problème je pense, on se retrouve dans le cas des particules chargées qui se repoussent ou s'attirent.

[Deedee81]

Sur et certain, theoriquement? je n'en doute pas. Experimentalement, je ne sais pas si cela a été mesuré. Si tu as des ref, je suis preneur!

Bonjour,

C'est simple : par la conservation de l'énergie et l'équivalence masse-énergie. Un positron et un électron (par exemple) s'annihilent en émettant deux photons d'énergie E=mc² (plus l'énergie cinétique). Et l'annihilation matière / antimatière (c'est vrai aussi de la création de l'antimatière) est quelque chose de courament observé (astrophysique, accélérateurs de particules).

Il y a peut-être d'autres mesures plus directes. Par exemple, je ne sais pas si l'action de la gravité sur l'antimatière a déjà été mesurée ?

[Thwarn]

Bonjour,

C'est simple : par la conservation de l'énergie et l'équivalence masse-énergie. Un positron et un électron (par exemple) s'annihilent en émettant deux photons d'énergie E=mc² (plus l'énergie cinétique). Et l'annihilation matière / antimatière (c'est vrai aussi de la création de l'antimatière) est quelque chose de courament observé (astrophysique, accélérateurs de particules).

Il y a peut-être d'autres mesures plus directes. Par exemple, je ne sais pas si l'action de la gravité sur l'antimatière a déjà été mesurée ?

C'est de cela que je parlais, mesurer la masse grave l'antimatiere (je n'ai aucun doute de la positivité de la masse inertielle).

[stefjm]

Il y a peut-être d'autres mesures plus directes. Par exemple, je ne sais pas si l'action de la gravité sur l'antimatière a déjà été mesurée ?

S'il faut au moins une masse de Planck pour pouvoir parler de la masse gravitationnelle, il me semble que la quantité d'antimatière produite dans les accélérateurs en est assez loin non?

Ou alors, j'ai encore raté un truc?

[invite8ef897e4]

Bonjour,

je n'ai pas beaucoup le temps tout de suite our le faire moi-meme, mais vous pouvez chercher "neutron gravitation experiment" sur google

[Thwarn]

S'il faut au moins une masse de Planck pour pouvoir parler de la masse gravitationnelle, il me semble que la quantité d'antimatière produite dans les accélérateurs en est assez loin non?

Je ne sais pas ce dont tu veux parler avec ta "masse gravitationelle", mais la masse de Planck n'intervient que pour la gravitation quantique. Ce qui n'empeche pas de vouloir mesurer l'effet de la gravitation sur l'antimatiere.

[Karibou Blanc]

Il y a peut-être d'autres mesures plus directes. Par exemple, je ne sais pas si l'action de la gravité sur l'antimatière a déjà été mesurée ?

Hélas, à l'échelle microscopique la gravitation est bien trop faible (devant la précision des détecteurs) pour qu'on puisse mesurer un quelconque effet, typiquement les corrections aux sections efficaces de diffusion dues à la gravité sont données par des puissances (positives) du rapport (E/Mpl) ou E est l'énergie dans le centre de masse (Emax jusqu'à présent a été d'environ 100 GeV) et Mpl est la masse de Planck (ou la constante de Newton exprimée en unités naturelles). Sachant que Mpl=10^19 GeV cela signifie que les effets gravitationnels sont de l'ordre de 10^(-17) fois plus petit que celui des autres forces (faibles, EM, forte). Bref inobservables.

C'est de cela que je parlais, mesurer la masse grave l'antimatiere (je n'ai aucun doute de la positivité de la masse inertielle).

Malheureusement on n'a jamais mesuré de masse grave autre que macroscopique, encore une fois à cause de la tres tres faible intensité de la force de gravitation. On n'a jamais mesuré de masse grave pour une particule élémentaire.

S'il faut au moins une masse de Planck pour pouvoir parler de la masse gravitationnelle, il me semble que la quantité d'antimatière produite dans les accélérateurs en est assez loin non?

La masse grave d'un corps n'a rien à voir avec la masse de Planck. Je rappelle que la masse grave est le coefficient qui intervient dans l'expression de la force de gravitation (pour Newton c'est le m dans l'expression de la force Fgrav= m.g). Cette masse peut être aussi faible que l'on veut, et n'est assujetie à aucune relation d'aucune sorte avec Mplanck.
Encore une fois le vraie probleme de la mesure d'une masse grave microscopique (ex particule élémentaire) tient du fait que la force de gravitation est tres tres faible.

[Karibou Blanc]

Je ne sais pas ce dont tu veux parler avec ta "masse gravitationelle", mais la masse de Planck n'intervient que pour la gravitation quantique

Ceci est faut, la masse de Planck caractérise l'intensité de la force de gravitation (c'est la constante G de Newton dans un système d'unité particulier, unités naturelles) et elle controle donc la "taille" des effets gravitationnels meme au niveau classique.
Ensuite, Mpl étant une constante de couplage dimensionnée, elle a role tout particulier quand on tente de quantifier la gravitation. En gros c'est l'échelle qui indique à partir de laquelle la gravitation devient fortement couplée et pour laquelle les fluctuations quantiques ne sont pas calculables, via la théorie des perturbations.

[Thwarn]

Malheureusement on n'a jamais mesuré de masse grave autre que macroscopique, encore une fois à cause de la tres tres faible intensité de la force de gravitation. On n'a jamais mesuré de masse grave pour une particule élémentaire.

Donc en fait, on a aucune contrainte experimentale sur le signe de la masse grave de l'antimatiere? Une question surement bete, mais comme les antiparticules ont leurs charges opposes a celle des particules, leurs masse grave est-elle prevue negative? Ou pas prevu du tout parceque cela fait intervenir la gravitation quantique?

[Karibou Blanc]

on a aucune contrainte experimentale sur le signe de la masse grave de l'antimatiere

non. En fait expérimentalement on connait meme juste le signe de la masse grave des particules stables les plus légères, car ce sont les seules qui composent les objets macroscopiques pour lesquels la gravitation a des effets observables.

mais comme les antiparticules ont leurs charges opposes a celle des particules, leurs masse grave est-elle prevue negative

Quand pour vulgariser on dit que la conjugaison de charge inverse le signe des charges, on considère implicitement uniquement les charges associées aux forces EM,faible et forte. Il n'y a aucune prédiction pour le signe de la masse grave, du moins pas à ma connaissance.

En fait, on sait que la relativité générale est une excellente description de la gravitation bien en dessous de l'échelle de Planck (cad partout dans l'univers sauf pres de la singularité d'un trou noir, ou proche de la singularité du big bang). Or la RG est basé sur le principe d'équivalence, qui stipule que la meme grave est identique à la masse inertielle. Donc les masses graves sont positives, d'apres la RG.

[invite8ef897e4]

Bonjour,

Il y a un truc que je voudrais dire depuis un moment...

La masse des antiparticules est negative. Lorsque vous les mettez dans un champ gravitationnel, elles filent a l'infini. Etonnant ? Pas vraiment. Le truc qui leur permet de "tomber a l'envers" c'est qu'elles remontent le temps ! Le temps propre d'une particule de masse negative va a l'envers du notre.

Autrement dit encore, une antiparticule (que l'on peut voir avec une masse positive) est vraiment une particule avec une masse negative et qui remonte le temps. Voir la prediction des antiparticules par Dirac et/ou l'approche spatio-temporelle de Feynman concernant l'electrodynamique quantique (Phys. Rev. 76, 769 - 789 (1949)).

[Rincevent]

Bonjour,

On a quand même une bonne preuve que matière et matière semblent avoir le même comportement vis-à-vis de la gravitation (si on oublie ce que raconte humanino et inverse le temps des antiparticules pour le remettre dans le même sens que le nôtre ): la supernova 1987A de laquelle on a reçu des neutrinos et des antineutrinos qui malgré un voyage de plus de 100 000 ans pas en ligne droite (à cause du champ gravitationnel galactique) nous sont arrivés sans grand décalage :

Limits on CP invariance in general relativity (Losecco, PRD 38, 3313, 1988)

[invite8ef897e4]

Oui on peut oublier, mais je n'ai pas pu m'empecher

neutrinos et des antineutrinos

Encore eut-il fallu que les (anti)neutrinos eussent une masse

[invite8ef897e4]

Plus serieusement, l'article cite par Rincevent m'a ammene a un autre article tres complet et plus recent de revue sur la question posee :
The arguments against “antigravity” and the gravitational acceleration of antimatter
Physics Reports, Volume 205, Issue 5, July 1991, Pages 221-281

J'ai egalement trouve cette proposition d'experience a Fermilab :
New pbar Experiments for Fermilab

Baez a egalement une petite page dediee a cette question
Does antimatter fall up or down?

edit
Wikipedia contient aussi pas mal de references.
Gravitational interaction of antimatter (wiki)

[inviteaa85155c]

Donc il semble que masse grave et inerte ne fassent toujours qu'une, même du côté de l'antimatière

[invite0e4ceef6]

el tout les cas le jours ou il seras possible de mesurer l'effet de la gravité sur une particule, l'on sauras sans doute ce que l'anti-matière est devenue. upture de symétrie ou simple dispersion. anti-matière, charge opposé, anti-gravité, mais est-ce que cela a vraiment un sens pour des particules. L agrvaité etant la plus faible des forces, peut-elle vraiment empecher l'agglomération de cete matière de charge négative.

reste que quelquepart cela semble prsque plus cohérant que les brisure de symétrie dont on se demande comment et pourquoi elle pourrait bien advenir. une antigravité pour expliquer l'absence visible de l'antimatière est a vue de nez tellement "plus" simple... surement simpliste mais bon

[Deedee81]

Donc il semble que masse grave et inerte ne fassent toujours qu'une, même du côté de l'antimatière

Salut,

En effet. Comme l'a dit Karibou on n'a jamais mesuré directement la masse grave d'une particule élémentaire. Par contre, on a déjà pu mesurer les effets de la gravitation sur les particules (je n'ai plus la référence, mais j'avais lu une expérience sur la "chute" d'un neutron lent sous la gravité, il y a aussi les condensats et l'excellent lien du Fermilab ci-dessus, merci humanino, excellents articles). On sait que la chute d'un corps ne dépend pas de sa masse mais uniquement à cause du principe d'équivalence.

Donc : masse inertie = masse grave.

Ca, combiné avec le fait que la masse inerte est la même pour l'antimatière (conservation de l'énergie, entre autre, la masse propre est omniprésente dans les équations et expériences de haute énergie) pour moi ça me satisfait.

Ceci dit, une mesure de la gravité produite par l'antimatière n'est peut être pas pour demain mais gardons l'esprit ouvert autant que les yeux. On ne sait jamais

el tout les cas le jours ou il seras possible de mesurer l'effet de la gravité sur une particule,

Ca on a fait. Voir l'explication ci-dessus et les liens d'humanino. Ce qu'on a pas fait c'est vérifié si la gravité émise par l'antimatière était la même. J'ai peu de doute, mais, bon, l'expérience devra décider. Avec une expérience de type Cavendish par exemple (faudrait produire un condensat ou un plasma, totalement isolé, d'antimatière, de quelques kilogrammes).

reste que quelquepart cela semble prsque plus cohérant que les brisure de symétrie dont on se demande comment et pourquoi elle pourrait bien advenir.

La brisure de symétrie CP, elle existe bel et bien, et ellle favorise la matière. Ca, c'est un fait. Mais, bien entendu, ça ne suffit pas (je crois que c'est Rincevent qui m'avait refilé un excellent article là dessus, il faut d'autres conditions comme la violation du nombre baryonique.... ce que l'antigravité ne peut faire... encore moins que la violation CP !!!! Il y a aussi la rupture d'équilibre thermique).

Il y a de bons modèles prédisant la disymétrie. En fait, à la lecture de cet article, j'ai surtout l'impression que la difficulté est qu'on ne sait pas trop comment étaient les conditions de la matière à cette époque. Il est vrai qu'on n'est pas près de pouvoir l'observer, c'est derrière le brouillard de la recombinaison C'est plus un problème d'astrophysique que de physique (bien que là aussi il y a encore du travail, of course).

Enfin, c'est mon impression

[stefjm]

Bonjour,

Hélas, à l'échelle microscopique la gravitation est bien trop faible (devant la précision des détecteurs) pour qu'on puisse mesurer un quelconque effet, typiquement les corrections aux sections efficaces de diffusion dues à la gravité sont données par des puissances (positives) du rapport (E/Mpl) ou E est l'énergie dans le centre de masse (Emax jusqu'à présent a été d'environ 100 GeV) et Mpl est la masse de Planck (ou la constante de Newton exprimée en unités naturelles). Sachant que Mpl=10^19 GeV cela signifie que les effets gravitationnels sont de l'ordre de 10^(-17) fois plus petit que celui des autres forces (faibles, EM, forte). Bref inobservables.

Malheureusement on n'a jamais mesuré de masse grave autre que macroscopique, encore une fois à cause de la tres tres faible intensité de la force de gravitation. On n'a jamais mesuré de masse grave pour une particule élémentaire.

La masse grave d'un corps n'a rien à voir avec la masse de Planck. Je rappelle que la masse grave est le coefficient qui intervient dans l'expression de la force de gravitation (pour Newton c'est le m dans l'expression de la force Fgrav= m.g). Cette masse peut être aussi faible que l'on veut, et n'est assujetie à aucune relation d'aucune sorte avec Mplanck.
Encore une fois le vraie probleme de la mesure d'une masse grave microscopique (ex particule élémentaire) tient du fait que la force de gravitation est tres tres faible.

Merci pour ces précisions.

Je me demandais quelle est la masse grave minimum dont on est sûr d'avoir mesurer son effet?

Quant-au statut de la masse de Planck (ou de G), c'est quand même étonnant de disposer d'une grandeur qui n'est ni un quantum (genre hbar), ni une limite (genre c) et dont la mise en évidence expérimentale semble être prise en défaut.

[Karibou Blanc]

c'est quand même étonnant de disposer d'une grandeur qui n'est ni un quantum (genre hbar)

hbar peut etre vu comme la valeur de l'action pour laquelle un système subit de fortes fluctuations quantiques. Dis autrement hbar caractérise l'échelle d'action pour laquelle les effets quantiques sont tres importants, du meme ordre de grandeur que les effets classiques.
Tu as la meme interprétation pour la masse de Planck, c'est l'échelle d'énergie pour laquelle les effets de la gravitation deviennent important, aussi important que ces des autres intéractions. Mais contrairement à hbar, Mpl n'est pas un quantum (de masse).

[Karibou Blanc]

et dont la mise en évidence expérimentale semble être prise en défaut.

Pas du tout, la masse de Planck n'est rien d'autre que la constante de Newton. Cette dernière est un paramètre ajustable (cad que la theorie ne prédit pas sa valeur numérique) dans les théories de la gravitation (au meme titre que la constante de structure fine en électromagnétisme), qu'on ajuste en faisant une mesure expérimentale, cf Cavendish.

[stefjm]

hbar peut etre vu comme la valeur de l'action pour laquelle un système subit de fortes fluctuations quantiques. Dis autrement hbar caractérise l'échelle d'action pour laquelle les effets quantiques sont tres importants, du meme ordre de grandeur que les effets classiques.

J'ai un doute sur la valeur de l'ordre de grandeur de l'échelle d'action des effets classique. Comment est-ce défini?

Tu as la meme interprétation pour la masse de Planck, c'est l'échelle d'énergie pour laquelle les effets de la gravitation deviennent important, aussi important que ces des autres intéractions. Mais contrairement à hbar, Mpl n'est pas un quantum (de masse).

Mpl n'est pas considérée comme un quantum, ni comme une limite car expérimentalement, on a la mise en évidence de masses inférieures en MQ et de masses supérieures en mécanique classique, sans être sûr toutefois de parler de la même masse. (inertielle ou grave)

Si on ne se place que du point de vue MQ, la masse de Planck est sacrément loin de toute expérimentation. Ne pourait-elle pas être considérée comme une masse limite (inertielle)?

Si on se place en mécanique classique, cette même masse de Planck est loin aussi de l'expérimentation. La mesure de G pose quand même des problèmes corsés. (connu à 10^-4 seulement) Ne pourrait-on pas considérer cette masse de Planck comme quantum de masse (grave)?

Masse de Planck (ou de G) dont la mise en évidence expérimentale semble être prise en défaut.

Pas du tout, la masse de Planck n'est rien d'autre que la constante de Newton. Cette dernière est un paramètre ajustable (cad que la theorie ne prédit pas sa valeur numérique) dans les théories de la gravitation (au meme titre que la constante de structure fine en électromagnétisme), qu'on ajuste en faisant une mesure expérimentale, cf Cavendish.

Ok pour l'aspect paramètres libres de théorie.

G est dimensionné (M-1 L3 T-2) alors que alpha ne l'est pas. De quoi provient cette différence?

L'intéraction électromagnétique fait intervenir le produit et il serait donc logique d'écrire l'intéraction gravitationnelle comme

Cette écriture fait apparaître la dimension ML3T-2 à comparer à celle de G.

J'ai déterré un ancien mais excellent thead sur lequel, je me sens un peu seul...
http://forums.futura-sciences.com/thread164655-2.html

Cordialement.

[Karibou Blanc]

J'ai un doute sur la valeur de l'ordre de grandeur de l'échelle d'action des effets classique. Comment est-ce défini?

Les fluctuations quantiques deviennent négligeables et la dynamique classique prédomine lorsque l'action du système est beaucoup plus grande que hbar (qui vaut environ 10^-34 J.s).

Mpl n'est pas considérée comme un quantum, ni comme une limite car expérimentalement, on a la mise en évidence de masses inférieures en MQ et de masses supérieures en mécanique classique, sans être sûr toutefois de parler de la même masse. (inertielle ou grave)

On pourrait considérer Mpl comme une masse limite, ce serait la masse la plus grande que pourrait avoir une particule élémentaire. Ce n'est bien sur qu'une hypothèse, rien ne penche en la faveur de celle-ci pour le moment. Il faut bien comprendre que jusqu'à présent les masses observées plus grande que Mpl sont celles d'objets composites (un atome, un livre, une galaxie...). La raison pour laquelle on pourrait envisager Mpl comme une masse limite supérieure est que s'il existe un particule élémentaire de masse Mpl alors cette particule a une extension spaciale de l'ordre de r=1/Mpl, le rayon de Schwarzschild est r_S=2M/Mpl^2=2/Mpl (pour M=Mpl), donc une telle particule serait un trou noir élémentaire car r < r_S. Sa dynamique nécessiterait la connaissance complète d'une théorie quantique de la gravitation, ce que l'on a pas actuellement. Il est possible que cette théorie complete de la gravitation implique que Mpl est la masse la plus grande possible pour une particule élémentaire, mais ce ne serait pas nécessairement le cas.

Si on ne se place que du point de vue MQ, la masse de Planck est sacrément loin de toute expérimentation

La dynamique classique de la gravitation, qui en tres bonne approximation (pour le système solaire du moins) est décrite par la loi de Newton, permet de se rendre compte (via la chute des corps par exemple dans un champ de pesanteur) que la force de gravitation est tres tres faible, cela se traduit dans le formalisme par une tres faible constante de Newton G, soit une tres grande masse de Planck (10^19 GeV/c^2). En d'autres termes, la physique classique nous informe que la gravitation est une force tres tres peu intense.

C'est cela qui implique que les effets quantiques de la gravitation sont largement négligeables aux échelles d'énergie testées aux accélérateurs de particules.

Si on se place en mécanique classique, cette même masse de Planck est loin aussi de l'expérimentation. La mesure de G pose quand même des problèmes corsés. (connu à 10^-4 seulement)

Ce n'est pas loin de l'expérimentation puisque sa valeur a été mésurée....expérimentalement

G est dimensionné (M-1 L3 T-2) alors que alpha ne l'est pas. De quoi provient cette différence?

Parce que la théorie de la gravitation qu'on a actuellement (la Relativité générale) n'est qu'une théorie incomplète de la gravitation, le fait que G soit dimensionnée en est le signe direct. C'est difficile à saisir sans un minimum de connaissance en théorie quantique des champs, mais c'est le cas.

[invite8ef897e4]

J'ai un doute sur la valeur de l'ordre de grandeur de l'échelle d'action des effets classique. Comment est-ce défini?

La formulation de Feynman en termes d'integrale de chemin met clairement en evidence l'ordre de grandeur cite par Karibou Blanc