La masse du photon - Page 2
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La masse du photon



  1. #31
    stefjm

    Re : La masse du photon


    ------

    Citation Envoyé par Christian Arnaud Voir le message
    Est-ce que quelqu'un connaissait l'Institut et la Fondation de Broglie auparavant ?
    Je connaissais, mais quelle importance?
    Il faut dire aussi que je lis volontier n'importe quoi...

    Un auteur qui apprécie pas mal l'apport de de Broglie et de Schrödinger.
    http://lavaujac.club.fr/Quantique_pour_les_nuls.html

    Cordialement.

    -----
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  2. #32
    invite60be3959

    Re : La masse du photon

    Bonjour,

    Le papier que Christian Arnaud a trouvé est présenté de façon un peu naïve, mais "n'est pas faux". Tout le monde a le droit de poser E=mc² pour le photon. Pourquoi ? Tout simplement parce qu'il est impossible de montrer que le photon possède effectivement, et de façon infiniment précise, la vitesse c (ce qui est équivalent a montrer que sa masse est précisément nulle). Qui oserait prétendre pouvoir mesurer, et ce de façon infiniment précise, la masse du photon ? Aucun expérimentateur de physique des particules bien entendu. La seule chose que l'on puisse faire est de majorer cette masse.

    Tous physicien des particules connait le "particle data group" qui a pour objectif de référencer(réactualiser chaque année) dans son fameux "booklet" toutes les propriétés connues des particules élémentaires. C'est LA base de donnée du physicien des particules. Un bon nombre d'expérience ont permis de fournir une borne supérieur à la masse du photon (ce qui bien sur ne montre pas qu'il en possède une, attention). Voici la page du booklet relative au photon :
    http://pdg.lbl.gov/2008/listings/s000.pdf

    La "meilleure" borne supérieure communément admise est de 10-18 eV, ce qui fait 1,783x10-54 kg !


    Ceci dit, la question de la masse du photon n'intéresse que très peu de gens parmis la communauté. On pose la plupart du temps (sa valeur théorique) ce qui est une très très très bonne approximation (si s'en est effectivement une, mais bon comme je l'ai déjà dit, on ne pourra jamais le savoir par définition) !

  3. #33
    stefjm

    Re : La masse du photon

    Citation Envoyé par vaincent Voir le message
    La "meilleure" borne supérieure communément admise est de 10-18 eV, ce qui fait 1,783x10-54 kg !
    Bonjour,
    La longueur d'onde Compron réduite associée à cette valeur est

    soit en ordre de grandeur une ua.
    Si on suppose que la relation est pertinente, vu que le photon est associé à l'univers c-observable (), la valeur minimum de la masse du photon serait : .
    Citation Envoyé par vaincent Voir le message
    Ceci dit, la question de la masse du photon n'intéresse que très peu de gens parmis la communauté. On pose la plupart du temps (sa valeur théorique) ce qui est une très très très bonne approximation (si s'en est effectivement une, mais bon comme je l'ai déjà dit, on ne pourra jamais le savoir par définition) !
    Si la masse du photon est nulle, la portée de l'interaction électromagnétique est infinie.
    Cela me semble en contradiction avec la notion d'univers observable, qui n'est pas infini.

    D'où le résonnement ci-dessus.

    Est-ce que je fais une erreur grossière de raisonnement?
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  4. #34
    invite60be3959

    Re : La masse du photon

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Bonjour,
    La longueur d'onde Compron réduite associée à cette valeur est

    soit en ordre de grandeur une ua.
    Si on suppose que la relation est pertinente, vu que le photon est associé à l'univers c-observable (), la valeur minimum de la masse du photon serait : .

    Si la masse du photon est nulle, la portée de l'interaction électromagnétique est infinie.
    Cela me semble en contradiction avec la notion d'univers observable, qui n'est pas infini.

    D'où le résonnement ci-dessus.

    Est-ce que je fais une erreur grossière de raisonnement?
    Je pense que oui.

    La longueur d'onde de compton représente un intervalle spatiale dans lequel la particule est détectable en position. D'ailleurs il ne faut pas prendre la longueur d'onde réduite, le résultat est donc environ 1,24x1012 m(pour une masse de 1,783x10-54 kg), ce qui fait 8263 ua, à comparer avec celle de l'électron qui vaut 2,43*10-12 m!

    Une telle répartition spatiale pour un hypothétique photon de masse maximum 1,783x10-54 kg signifie simplement que l'on peut associé le photon à une onde(sensée emplir tout l'espace), ce qui est loin d'être surprenant !

    Nous n'avons accès qu'à une partie de l'univers car la lumière a une vitesse finie, que cette lumière soit de masse extrèmement faible ou exactement nulle. La masse du photon (nulle ou pas) n'a donc rien à voir avec la notion d'univers observable.

  5. #35
    stefjm

    Re : La masse du photon

    Citation Envoyé par vaincent Voir le message
    Je pense que oui.
    La longueur d'onde de compton représente un intervalle spatiale dans lequel la particule est détectable en position. D'ailleurs il ne faut pas prendre la longueur d'onde réduite, le résultat est donc environ 1,24x1012 m(pour une masse de 1,783x10-54 kg), ce qui fait 8263 ua, à comparer avec celle de l'électron qui vaut 2,43*10-12 m!

    Une telle répartition spatiale pour un hypothétique photon de masse maximum 1,783x10-54 kg signifie simplement que l'on peut associé le photon à une onde(sensée emplir tout l'espace), ce qui est loin d'être surprenant !
    C'est bien pour cela que je trouvais assez logique de supposer que le photon peut remplir tout l'univers observable et d'en déduire un ordre de grandeur de sa masse par la relation de Compton.

    Citation Envoyé par vaincent Voir le message
    Nous n'avons accès qu'à une partie de l'univers car la lumière a une vitesse finie, que cette lumière soit de masse extrèmement faible ou exactement nulle. La masse du photon (nulle ou pas) n'a donc rien à voir avec la notion d'univers observable.
    J'ai un peu de mal avec ce raisonnement.
    Les interactions fortes et faibles ont des vecteurs qui ont une masse et sont donc de porté limitée. Dans le cas du photon, il me semble logique de faire de même. Limiter la porté du photon à l'univers observable et trouver une masse compatible avec la mesure actuelle.

    En macro-physique, la taille de l'univers observable peut s'estimer grâce à la relation de trou noir et de la masse de cet univers.

    En micro-physique, on peut faire de même avec


    Faire cela conduit naturelement au rôle "centrale" de la masse de Planck :


    La masse de Planck vue comme une moyenne géométrique entre masse de l'univers observable et masse du photon.

    Je dois m'emballer un peu...
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  6. #36
    invite60be3959

    Re : La masse du photon

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    C'est bien pour cela que je trouvais assez logique de supposer que le photon peut remplir tout l'univers observable et d'en déduire un ordre de grandeur de sa masse par la relation de Compton.
    je vais reformuler. La longueur d'onde de compton représente une incertitude sur la position d'une particule. Elle est liée à la relation d'incertitude d'Heisenberg. Cette incertitude n'est pas liée à la capacité de propagation de la particule considérée. Ce n'est pas parce que je ne sais pas mesurer la position d'une particule en dessous d'une certaine limite, que cette particule ne peut pas aller au-delà de cette limite.


    J'ai un peu de mal avec ce raisonnement.
    Les interactions fortes et faibles ont des vecteurs qui ont une masse et sont donc de porté limitée. Dans le cas du photon, il me semble logique de faire de même. Limiter la porté du photon à l'univers observable et trouver une masse compatible avec la mesure actuelle.
    Dans le modèle standard les bosons de gauges (gluons, W et Z, et gamma) doivent-être de masse nulle pour assurer l'invariance de gauge et la renormalisibilité de la théorie. Le gamma (ou le photon comme on veut) est de masse nulle, les bosons W et Z sont de masse nulle à hautes énergie mais acquièrent une masse(effective) à basse énergie en interagissant avec le champs de Higgs. En ce qui concerne les gluons, de masse nulles également, leur portée limitée est dû à leur caractère non-abélien. Ils auto-interagissent et créent donc sans cesse des paires quarks_anti-quarks dont la durée de vie est très limitées (désintégration en d'autres particules). Il faut donc bien faire attention lorsque l'on parle de portée d'une interaction en fonction de la masse des bosons vecteurs de celle-ci. Bon passons mais je tenais à faire cette précision.

    Pour revenir à nos moutons, attention de ne pas confondre portée de l'interaction et vitesse de propagation de celle-ci. Le photon va à la vitesse c. Il lui faut donc une seconde pour parcourir environ 300 000 km. Si une étoile est située suffisament loin de nous pour que la lumière qu'elle a émise, il y a de cela très longtemps, n'ai pas eu le temps de parvenir sur terre, alors, nous ne la voyons pas. Elle fait partie de l'univers non-observable. Une étoile dont la lumière a eu le temps de nous parvenir fait partie de l'univers observable. On en déduit que chaque jour, le temps passant, l'univers observable(de notre point de vue) s'agrandit.

    En macro-physique, la taille de l'univers observable peut s'estimer grâce à la relation de trou noir et de la masse de cet univers.

    En micro-physique, on peut faire de même avec
    Je n'ai jamais vu ces façons d'estimer le rayon de l'univers. Je connaissais le rayon de Hubble pour l'univers observable qui vaut c/H, où H est la constante de Hubble, mais pas ces définitions est-ce-que tu as des sources ?

  7. #37
    stefjm

    Re : La masse du photon

    Citation Envoyé par vaincent Voir le message
    je vais reformuler. La longueur d'onde de compton représente une incertitude sur la position d'une particule. Elle est liée à la relation d'incertitude d'Heisenberg. Cette incertitude n'est pas liée à la capacité de propagation de la particule considérée. Ce n'est pas parce que je ne sais pas mesurer la position d'une particule en dessous d'une certaine limite, que cette particule ne peut pas aller au-delà de cette limite.
    Dans le cas extreme de la tailles de l'univers observable, on obtient la masse de la particule la moins localisable dans cet univers. (A priori, cette particule ne va pas au dela de l'univers observable par définition même d'observable.)

    Citation Envoyé par vaincent Voir le message
    Pour revenir à nos moutons, attention de ne pas confondre portée de l'interaction et vitesse de propagation de celle-ci. Le photon va à la vitesse c. Il lui faut donc une seconde pour parcourir environ 300 000 km. Si une étoile est située suffisament loin de nous pour que la lumière qu'elle a émise, il y a de cela très longtemps, n'ai pas eu le temps de parvenir sur terre, alors, nous ne la voyons pas. Elle fait partie de l'univers non-observable. Une étoile dont la lumière a eu le temps de nous parvenir fait partie de l'univers observable. On en déduit que chaque jour, le temps passant, l'univers observable(de notre point de vue) s'agrandit.
    Si le rayon observable double, dans quelle proportion augmente la masse observable? S'il y a homogénéïté, je dirais que R^3 proportionnel à M. Mais ce n'est pas ce que donne la relation de trou noir : R proportionnel à M
    J'ai un peu de mal avec cette question.

    Citation Envoyé par vaincent Voir le message
    Je n'ai jamais vu ces façons d'estimer le rayon de l'univers. Je connaissais le rayon de Hubble pour l'univers observable qui vaut c/H, où H est la constante de Hubble, mais pas ces définitions est-ce-que tu as des sources ?
    J'ai toujours aimé l'analyse dimensionnelle.
    Partant des constantes c et G (RG), la relation entre longueur et masse est
    (rectification du 2 par la RG, relation de trou noir symétrie sphérique sans rotation)
    Mu : 10^53 kg
    Ru : 10^26 m

    Partant de c et hbar, on obtient la relation entre longueur et masse. (relation de Compton)


    Pour Ru, cela correspond à 10^-69 kg.

    On peut aussi partir de hbar et G :

    et utiliser les trois masses de la chimie


    C'est un genre de coïncidences qui ne me laisse pas insensible.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  8. #38
    invitedbd9bdc3

    Re : La masse du photon

    Citation Envoyé par vaincent Voir le message
    Dans le modèle standard les bosons de gauges (gluons, W et Z, et gamma) doivent-être de masse nulle pour assurer l'invariance de gauge et la renormalisibilité de la théorie. Le gamma (ou le photon comme on veut) est de masse nulle, les bosons W et Z sont de masse nulle à hautes énergie mais acquièrent une masse(effective) à basse énergie en interagissant avec le champs de Higgs. En ce qui concerne les gluons, de masse nulles également, leur portée limitée est dû à leur caractère non-abélien. Ils auto-interagissent et créent donc sans cesse des paires quarks_anti-quarks dont la durée de vie est très limitées (désintégration en d'autres particules). Il faut donc bien faire attention lorsque l'on parle de portée d'une interaction en fonction de la masse des bosons vecteurs de celle-ci. Bon passons mais je tenais à faire cette précision.
    Ce que voulait dire stefjm, c'est qu'on associe souvent la portée des interactions avec la masse des bosons vecteurs, souvent dans les theorie effective, par exemple le potentiel de Yukawa.
    Mais dans ce cas, c'est la creation de particules virtuelles qui ont une masse qui donne une interaction effective entre deux fermions de courte portée.
    Ensuite, bien entendu, si ces particules ne se desintegre pas, alors on peut avoir des particules qui se deplacent à des valeurs plus petite que c.

  9. #39
    invite60be3959

    Re : La masse du photon

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message

    J'ai toujours aimé l'analyse dimensionnelle.
    Partant des constantes c et G (RG), la relation entre longueur et masse est
    (rectification du 2 par la RG, relation de trou noir symétrie sphérique sans rotation)
    Mu : 10^53 kg
    Ru : 10^26 m

    Partant de c et hbar, on obtient la relation entre longueur et masse. (relation de Compton)


    Pour Ru, cela correspond à 10^-69 kg.

    On peut aussi partir de hbar et G :

    et utiliser les trois masses de la chimie


    C'est un genre de coïncidences qui ne me laisse pas insensible.
    Intéressant en effet, j'ai retrouvé les formules du trou noir et de la longueur d'onde de Compton, c'est marrant. Mais qui te dis que la masse dans la Compton est celle du photon ? Pourquoi pas celle d'un élément de matière noire ou d'un graviton ou que sais-je d'autre ?

    J'ai trouvé un article relativement intéressant sur la recherche de la masse et la charge du photon (avec également une histoire de la notion de photon) :
    http://th-www.if.uj.edu.pl/acta/vol37/pdf/v37p0565.pdf

    On y mesure le travail qui est fournie depuis une 50aine d'année pour fournir une limite supérieure à la masse du photon, à suivre....

  10. #40
    stefjm

    Re : La masse du photon

    Citation Envoyé par vaincent Voir le message
    Intéressant en effet, j'ai retrouvé les formules du trou noir et de la longueur d'onde de Compton, c'est marrant. Mais qui te dis que la masse dans la Compton est celle du photon ? Pourquoi pas celle d'un élément de matière noire ou d'un graviton ou que sais-je d'autre ?
    Merci.
    J'aurais tendance à penser que c'est la masse naturelle des quanta qui se déplacent à la vitesse limite c. (à la place de 0), ou bien encore, le quantum de masse associé à la vitesse limite c. (En masse continue, la théorie impose 0, en masse quantifiée, cette contrainte tombe.)
    Citation Envoyé par vaincent Voir le message
    J'ai trouvé un article relativement intéressant sur la recherche de la masse et la charge du photon (avec également une histoire de la notion de photon) :
    http://th-www.if.uj.edu.pl/acta/vol37/pdf/v37p0565.pdf
    On y mesure le travail qui est fournie depuis une 50aine d'année pour fournir une limite supérieure à la masse du photon, à suivre....
    Merci.
    C'est tout récent. Je connaissais Lev Okun pour son trialogue avec Veneziano et Duff.
    Je lirais cela ce soir. (Il faut quand même que je travaille un peu... )
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  11. #41
    invite60be3959

    Re : La masse du photon

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Merci.
    J'aurais tendance à penser que c'est la masse naturelle des quanta qui se déplacent à la vitesse limite c. (à la place de 0), ou bien encore, le quantum de masse associé à la vitesse limite c. (En masse continue, la théorie impose 0, en masse quantifiée, cette contrainte tombe.)
    intéressant ça, tu peux préciser ce qu'est une masse quantifiée et pourquoi cette contrainte tombe ?

  12. #42
    stefjm

    Re : La masse du photon

    Bonsoir,
    C'est le lien entre portée et masse qui me fait dire cela. (ainsi que la relation de Compton ou l'analyse dimentionnelle c,hbar, relation masse longueur)
    Portée infinie de l'électromagnétisme : Masse nulle du photon
    Si on restreint la portée de l'électromagnétisme à l'univers observable par l'électromagnétisme, ce qui me parait bêtement logique (c'est sans doute là que je me plante), on obtient la plus petite masse concevable par la physique. (du moins la physique régie par hbar et c)

    En cherchant sur FSG, je suis tomber sur une discussion un peu similaire :
    http://forums.futura-sciences.com/ph...e-massive.html

    Cordialement.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  13. #43
    stefjm

    Re : La masse du photon

    Je note qu'on m'a laissé le dernier mot et finalement, cela m'inquiete.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

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