Tachyon et LHC

[inviteba0c4a7b]

Bonjour bonjour !

Dans le cadre d'un exposé sur le LHC, je me suis demandé si il était possible de découvrir des Tachyons dans l'accélérateur de particules franco-suisse.

Je vous remercie.
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[curieuxdenature]

Bonjour

je pense que c'est possible, on en verra qui volent entre 2 anges, une elf et un farfadet.

[Cyrille999]

Bonjour bonjour !

Dans le cadre d'un exposé sur le LHC, je me suis demandé si il était possible de découvrir des Tachyons dans l'accélérateur de particules franco-suisse.

Je vous remercie.

Un des objectifs du LHC, c'est de découvrir le "boson de Higgs" qui lui fait partie d'un modèle théorique éprouvé, le modèle standard.

Le tachyon est pour beaucoup de physiciens "un mythe" "une croyance" et donc, même si il existait ne pourrait être observé....puisqu'il n'est pas sensé exister !

Cyrille

[invited529ef30]

un tachyon est une particule qui irait plus vite que la vitesse de la lumière dans le vide.
Or, depuis Einstein et sa théorie de la gravitation, on sais que c'est IMPOSSIBLE
tout simplement car la vitesse de la lumière est une vitesse limite. On peux donner autant d'énergie que l'on veut, mais la vitesse est sera toujours limitée par c. (voir Graph)
Les protons accélérés dans le LHC auront une énergie de 7TeV, soit une vitesse égale à 99.9999991% de c

[A voir en vidéo sur Futura]

[mtheory]

un tachyon est une particule qui irait plus vite que la vitesse de la lumière dans le vide.
Or, depuis Einstein et sa théorie de la gravitation, on sais que c'est IMPOSSIBLE
tout simplement car la vitesse de la lumière est une vitesse limite. On peux donner autant d'énergie que l'on veut, mais la vitesse est sera toujours limitée par c. (voir Graph)
Les protons accélérés dans le LHC auront une énergie de 7TeV, soit une vitesse égale à 99.9999991% de c

Non, les tachyons sont autorisés par la RR et la RG.

[Quintilio]

C'est pas tout a fait exacte.
La RG dit qu'il est impossible d'accelerer une particule possedant une masse jusqu'a la vitesse de la lumiere.
Les tachyons seraient des particules qui auraient une vitesse superieure a c a leur creation et il faudrait leur fournir une energie infinie pour les ralentir jusqu'a c. Comme elles ne sont pas sensees interagir avec nos particules a nous il serait donc impossible de les detecter.
Le gros hic qui fait penser qu'elles ne sont rien d'autres qu'une solution mathematique sans realite physique c'est qu'elles devraient avoir une masse imaginaire...

[Karibou Blanc]

un tachyon est une particule qui irait plus vite que la vitesse de la lumière dans le vide.
Or, depuis Einstein et sa théorie de la gravitation, on sais que c'est IMPOSSIBLE

C'est justement depuis la relativité restreinte d'Einstein qu'on parle de tachyons. Et ces particules sont cohérentes avec (voire meme prédite par) cette théorie.

On peux donner autant d'énergie que l'on veut, mais la vitesse est sera toujours limitée par c. (voir Graph)

C'est seulement vrai pour les particules de masse réelle (ie non complexe). Il existe un graphe symétrique par rapport à c pour les particules de masse imaginaire pure (ie tachyonique).

je pense que c'est possible

Une reference annoncant une quelconque section efficace non nulle ?

[stefjm]

ne solution mathematique sans realite physique c'est qu'elles devraient avoir une masse imaginaire...

Une masse imaginaire n'est jamais qu'une masse réelle déphasée de pi/2. Ce n'est pas si dur que cela à imaginer depuis de Broglie et ses oscillateurs.

Plus simple :

Si on travaille à v constant et en régime sinus

Dans le cas de variation de matière, force et masse sont déphasées de pi/2.
Si la masse est imaginaire, force et masse se retrouve en phase. (ou en opposition de phase)

Juste mes deux cents...

[invitef81e0c0b]

juste une question par rapport a cela: le LHC ne sinterresse qu'a l'accélération de protons pour globalement observé leur constitution ?ou bien ceci peut sinteresser aux neutrinos ou autre particules ?

[mariposa]

juste une question par rapport a cela: le LHC ne sinterresse qu'a l'accélération de protons pour globalement observé leur constitution ?ou bien ceci peut sinteresser aux neutrinos ou autre particules ?

Bonjour,

On accèlere les protons pour avoir beaucoup d'énergie dans le centre de masse et faire que la collision transforme cette énergie en d'autres particules (en espérant avoir la preuve indirecte de nouvelles particules). On espère ainsi obtenir 14 GeV


Le but n'est donc pas de s'interesser à la constitution des protons mais aux produits de leur réactions.

[Karibou Blanc]

On espère ainsi obtenir 14 GeV

14 TeV

[mariposa]

14 TeV

Et oui avec 14 GeV seulement même pas de quoi de retrouver les W et le Z .

[invitef81e0c0b]

merci donc lénergie libérée peut donc etre sous la forme de quark ?

[invited529ef30]

merci donc lénergie libérée peut donc etre sous la forme de quark ?

c'est plus compliqué que cela.
En fait, lorsqu'un proton et un anti-proton vont se rencontrer, ils vont s'annihiler. Énormément d'énergie est alors libéré dans un espace très petit. On va donc avoir des créations de particules de toutes sortes:

-des bosons (spin demi entier): des photons , des gluons... (le recherché graviton?) et on espère le BOSON de HIGGS
soit les particules d'interactions

-des fermions (spin entier): électron, neutrinos, quarks...
soit les particules de la matière

[invited529ef30]

de plus, et pardonnez mon double post.
l'energie de collision est effectivement 14TeV, car chacun des 2 faisceaux sera à 7TeV.
D'ailleurs pour un exposé, je conseil d'expliquer pourquoi l'on prend des protons (ou des ions Pb⁸²⁺) plutot que des électrons:
en fait quand une particule chargée est dans une trajectoire courbe, il y a un effet de rayonnement de freinage, c'est ce que est à l'origine du rayonnement synchrotron.
Ce phénomène est beaucoup plus fort pour les petites masses, et donc inversement plus faible pour les grandes masses (relativement bien sur).
On a donc besoin de moins d'énergie pour accélérer les protons à 7TeV que des e^-

[invite8ef897e4]

En fait, lorsqu'un proton et un anti-proton vont se rencontrer, ils vont s'annihiler.

Non, c'est tellement improbable que c'est impossible. Il faudrait que tous les constituants de l'un soient exactement en "coherence" avec tous les constituants de l'autre, et a ces energies, les protons contiennent foule de constituants ! D'ailleurs, s'ils s'annihilaient exactement, 14TeV ne seraient pas necessaires. Le probleme principal est que l'energie est partagee entre tous les constituants.

[mariposa]

c'est plus compliqué que cela.
En fait, lorsqu'un proton et un anti-proton vont se rencontrer, ils vont s'annihiler. Énormément d'énergie est alors libéré dans un espace très petit. On va donc avoir des créations de particules de toutes sortes:

-des bosons (spin demi entier): des photons , des gluons... (le recherché graviton?) et on espère le BOSON de HIGGS
soit les particules d'interactions

-des fermions (spin entier): électron, neutrinos, quarks...
soit les particules de la matière

Bonjour,

Il y a aussi des bosons qui ne sont pas des médiateurs d'interaction et qui sont pour autant des particules de matière.

[invited529ef30]

Bonjour,

Il y a aussi des bosons qui ne sont pas des médiateurs d'interaction et qui sont pour autant des particules de matière.

oui, c'est vrai j'ai parlé un peu vite: la conjugaison de 2 fermions donne un boson car le spin total deviens un entier (cas des paires de Cooper en superconductivité)
Mais parmis les particules élémentaires découvertes tous les bosons sont des bosons de Jauge, donc d'interaction.

et a ces energies, les protons contiennent foule de constituants

je ne comprend pas bien là.
il me semble que peu importe leur énergie, les protons sont fait de 3 quarks (2 up, 1 down) qui interagissent grâces aux gluons de l'interaction forte (chromodynamique toussa...)

[la collision entre proton et anti-proton] c'est tellement improbable que c'est impossible

étrange ce que tu dit: voici ce qui est dit sur le site du CERN:
À l’intérieur de l’accélérateur, deux faisceaux de particules circulent à des énergies très élevées et à une vitesse proche de celle de la lumière avant de rentrer en collision l’un avec l’autre.
Juste avant la collision, un autre type d’aimant est utilisé pour “coller” les particules les unes aux autres, de façon à augmenter les probabilités d’une collision.
tout cela va bien dans le sens d'une collision des 2 faisceaux

[mtheory]

étrange ce que tu dit: voici ce qui est dit sur le site du CERN:
À l’intérieur de l’accélérateur, deux faisceaux de particules circulent à des énergies très élevées et à une vitesse proche de celle de la lumière avant de rentrer en collision l’un avec l’autre.
Juste avant la collision, un autre type d’aimant est utilisé pour “coller” les particules les unes aux autres, de façon à augmenter les probabilités d’une collision.
tout cela va bien dans le sens d'une collision des 2 faisceaux

Bonjour,

Non, il a raison, il parlait de l'annihilation d'un proton et d'un antiproton et de plus, en l'occurrence au Cern il s'agit de collisions proton-proton.

[Rincevent]

salut,

oui, c'est vrai j'ai parlé un peu vite: la conjugaison de 2 fermions donne un boson car le spin total deviens un entier (cas des paires de Cooper en superconductivité)
Mais parmis les particules élémentaires découvertes tous les bosons sont des bosons de Jauge, donc d'interaction.

même si tu as raison sur le cas des particules élémentaires c'est pas si simple que ça : les paires de Cooper d'électrons qu'on trouve dans les supraconducteurs ne sont pas des bosons... ce sont des "quasi-particules" partageant pas mal de choses avec eux, mais le théorème spin-statistique (qui dit que spin entier implique boson) ne s'applique pas dans leur cas car elles ne sont pas élémentaires et sont "étendues" par rapport aux échelles d'interaction mises en jeu. Ce ne sont ni des bosons ni des fermions.

je ne comprend pas bien là.
il me semble que peu importe leur énergie, les protons sont fait de 3 quarks (2 up, 1 down) qui interagissent grâces aux gluons de l'interaction forte (chromodynamique toussa...)

l'aspect quantique est crucial et dépend de l'énergie d'observation. Les gluons peuvent donner naissance à des paires quarks-anti-quarks et au bout du compte le proton est certes composé de 3 quarks de valence mais aussi d'une "mer quantique agitée" absolument pas négligeable dans sa structure et qui l'est donc encore moins quand on fait collisionner deux bêtes du genre (surtout à haute énergie). Si on n'avait que des quarks de valence, l'annihilation du p et du pbar demanderait celle des quarks et antiquarks de valence 2 à 2, ce qui ne serait déjà pas trivial (cf. ce que dit humanino). Mais puisque la mer quantique est là et complique le jeu, l'annihilation pure et simple est encore moins probable.

[invited529ef30]

ce dessin parle bien d'anti-proton, alors je me suis trompé

sinon, merci Rincevent (j'adore ton pseudo) pour tes explications je ne suis qu'un apprenti-physicien et il est vrai qu'il y a encore pas mal de domaines où j'ai tout à découvrir

[Rincevent]

de plus dans une collision matière/antimatière, on parle bien d'annihilation:
"En effet, si une particule de matière entre en contact avec la particule d'antimatière correspondante (son antiparticule) les deux particules sont annihilées, ou si l'on préfère converties en énergie"

pour des particules élémentaires c'est simple comme ça, mais pour des systèmes composites, non... sur tout ce qui concerne la physique du proton (et sur pas mal d'autres choses aussi évidemment ) tu peux faire entièrement confiance à humanino qui sait très bien de quoi il parle... par ailleurs, sur certains sujets Wiki contient des trucs inexacts (voire faux) car pas écrits par des "experts"...

[invite54165721]

Bonjour,

Non, il a raison, il parlait de l'annihilation d'un proton et d'un antiproton .

Si l'annihilation est peu probable, que peut on observer lors de telles collsions (proton antiproton)?

[invite8ef897e4]

tout cela va bien dans le sens d'une collision des 2 faisceaux

Annihilation a un sens precis en physique, different de collision. Le hadrons sont faits de quarks de valence (trois pour le proton) plus une foule de "partons" dans la mer.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Parton

[invite8ef897e4]

Si l'annihilation est peu probable, que peut on observer lors de telles collsions (proton antiproton)?

Ce que j'essaie de dire, c'est simplement qu'a ces energies, la difference entre collision proton-proton et collision proton-antiproton est minuscule, et l'on ne peut certainement par parler d'annihilation au sens du LEP, ou un electron et un positon s'annihillent. En particulier, lors d'une collision dure entre deux partons actifs, l'energie disponible dans le centre de masse pertinente pour la physique n'est jamais 14 TeV.

[invited529ef30]

en effet je me suis trompé, c'est bien une collision entre 2 faisceaux de protons qui est (sera) effectuée au LHC
mais ça n'est pas pour autant inintéressant!
l'énergie mise en oeuvre dans les collisions sera assez puissante pour donner vie à d'autres particules dont, on l'espère, le boson de Higg qui n'est que théorique pour le moment.

[Jean_Luc]

Salut,

Non, il a raison, il parlait de l'annihilation d'un proton et d'un antiproton et de plus, en l'occurrence au Cern il s'agit de collisions proton-proton.

Ah oui, tiens je pensais que c'était proton-antiproton (pour faciliter le design des dipôles) mais c'est bien proton-proton qui est prévu. J'ai trouvé le schéma suivant illustrant le champ magnétique dans les dipoles supra du LHC.

[invite54165721]

Annihilation a un sens precis en physique, different de collision.

Dans ce lien, wiki Ils parlent aussi d'annihilation quand apres collision le photon virtuel redonne les deux memes particules.
Ils appellent annihilation la collision d'une particule avec l'antiparticule quelqu'en soit le résultat.
Qu'en pensez vous par rapport à la définition "en français"?
Dans un autre fil j'ai eu une réponse caractéristique ou l'on a dit que pour l'annihilation e e- la particule virtuelle était un electron puis apres rectificatif un photon

[invitec9085a89]

Bonjour à vous tous, je vois qu'il y a bien des physiciens ici ou tout au moins des étudiants bref, simple question amateur !
N'ont-ils pas réussis, il y a moins de quelques jours, au LHC, à prouvé l'existence de cette particule théorique "jusque-là ???"
Dans l'attente d'une réponse de votre part, je vous en remercie à l'avance.
Cordialement, Thoutmes18

[Castitatis]

c'est plus compliqué que cela.
En fait, lorsqu'un proton et un anti-proton vont se rencontrer, ils vont s'annihiler. Énormément d'énergie est alors libéré dans un espace très petit. On va donc avoir des créations de particules de toutes sortes:

sauf que c'est deux faisceaux de proton et pas proton/anti proton, donc ils ne s'annihilent pas comme matière et anti matière