Nature des particules élémentaires.

[invite4b0d1657]

De plus si l'électron avait une sous-structure il devrait pouvoir se désintégrer. Or son temps de demi-vie est évalué actuellement(toujours dans le booklet) à 4.6x10²⁶ années !
Disons que pour le moment il y a un fort faisceau de présomptions quant à la "structureless" de l'électron, mais on verra bien dans l'avenir ce que nous dirons les modèles unificateurs ainsi que les nouvelles expérimentations.

Si l'électron n'a pas une sous-structure, comment se fait-il qu'il aye exactement la charge de 3 quarks Down ?
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[Amanuensis]

Bonsoir
Deux regards différents pour le meme phénomène? Pourquoi pas ? et pourquoi pas trois ,ou plus si cela nous permet de faire des prédictions? Mais enfin, plusieurs regards completements differents concernant un meme phénomène naturel , cela me semble, au moins un peu artificiel.

Pourquoi ? Cela peut être le reflet de nos limitations.

Je vais prendre un exemple, le tesseract. L'équivalent du cube comme polyèdre régulier en dimension 4. En bien je suis incapable de m'en faire une représentation parfaite, mais je suis capable de m'en faire une petite poignée, et je choisis là-dedans selon le besoin.

Ces représentations multiples ne sont en rien une propriété du tesseract, mais seulement une propriété de mon "regard" sur le terreract, une propriété de ma manière d'aborder le concept. Comme mon cerveau ne sait pas visualiser un espace 4D euclidien, ces multiples représentations restent ce qu'il y a de plus efficace.

Je peux imaginer la même chose en physique : nos méthodes ne sont peut-être pas à même de permettre une représentation parfaite, et nous contournons la difficulté par des représentations multiples. Cela ne dit strictement rien sur la "réalité", cela ne reflète que nos limitations.

D'accord, évidemment, avec le fait que les modèles ne sont que des représentations que nous nous faisons; sauf que le fait qu'elles soient imparfaites, illusoires voire fausses m'embête et que je ne m'en fiche pas . Meme si si ça permet de faire des prédictions.

Accepter une limitation est toujours embêtant ! Si ma thèse est correcte, elle n'enlève pas la sensation !!!

Ceci dit, je ne suis pas d'accord sur "illusoires" ou "fausses". En reprenant l'exemple du tesseract, aucune des représentations que je m'en fait n'est illusoire ou fausse. Imparfaites, oui. Imparfaites prises ensemble, oui encore. Mais elles restent le meilleur outil que j'ai pour aborder le tesseract...

Si nos multiples représentations restent les meilleurs outils pour faire des prédictions, on aurait tort de les brocarder, non ?

[skeptikos]

Salut,

Une question fort importante qu'il faut se poser est bêtement : "ça veut dire quoi donner la nature d'un objet ?" C'est simplement mettre des mots dessus. Et ces mots (par exemple corpuscule, onde) font référence à des comportements (pouvant être décrits mathématiquement). Ajoutons à ça les propriétés qui permettent de décrire l'objet (sa masse, sa charge, son spin, toutes propriétés se traduisant aussi par des comportements et des descriptions mathématiques).

Sous cette optique on peut dire que la physique décrit bien la nature des particules.

Avec un bemol, incontournable. Ce ne sont que des modèles dont nous ignorons s'ils sont définitifs (certainement pas).

Bonsoir,
Pour moi il y a une nette différence entre la nature d'un objet et son comportement (exemple: gyroscope). Et si la physique n'est capable de décrire que le comportement de l'électron, elle n'en décrit pas la nature profonde. Et c'est bien dommage de considérer comme suffisant de n'en décrire que le comportement.
@+

[invite6dffde4c]

...
C'est de toute façon un cas particulier (y-a-t-il d'autres cas similaires?).
...

Re.
Le point triple de l'eau.
Cordialement,

[stefjm]

Le point triple de l'eau.

Merci.
Apparamment, la définition du Kelvin a changé en 2005. (et en cours en 2011)

La constante de Boltzmann sera définie exactement à une valeur numérique donnée, pour la définition du kelvin.
http://en.wikipedia.org/wiki/Kelvin#...d_redefinition

[invite6dffde4c]

Merci.
Apparamment, la définition du Kelvin a changé en 2005. (et en cours en 2011)

La constante de Boltzmann sera définie exactement à une valeur numérique donnée, pour la définition du kelvin.
http://en.wikipedia.org/wiki/Kelvin#...d_redefinition

Re.
Merci, je n'étais pas au courant.
Dans ce cas ce ne sera plus le point triple qui est fixé, mais la constante de Boltzmann.
J'ajoute la valeur de µ_o à la liste.
A+

[papy-alain]

Bonjour Amanuensis
Mon intervention était un peu sarcastique, car je me méfie des affirmations à l'emporte- pièce, en particulier en ce qui concerne des objets comme les electrons.
Dire que l'on prend un modele ondulatoire ou un modèle corpusculaire, selon les cas ne me satisfait nullement, bien que je comprenne qu'il n' y ait guère le choix, pour le moment. La Nature pourrait elle avoir deux visages pour un meme phénomène?
Pour ma part, je me représente l'électron comme un endroit ou la densité d'énergie electrique et magnétique est si dense que cet endroit devient pour ainsi dire "solide".
Cette naïve et surement erronée representation me convient cependant.Faute de mieux.

C'est curieux, mais je pense exactement comme toi. Je ne suis pas physicien (ça, tout le monde l'avait compris ) mais intuitivement, j'ai l'intime conviction que toute particule élémentaire n'est qu'un condensé d'énergie, sous différentes modalités. La célèbre formule d'Einstein E=m.c2 n'invite-t-elle pas à une réflexion dans ce sens ? Des photons peuvent fusionner dans certaines conditions particulières pour "créer" de la matière, n'est ce pas ? La fission et la fusion nucléaire ne libèrent-t-elles pas des énergies considérables, simplement parce qu'on a réussi à briser les forces de cohésion internes du noyau ? Je sais que vous allez me répondre que c'est gratuit de dire n'importe quoi, et que je n'ai aucun argument, et vous avez raison. Et pourtant, j'y croirai tant que l'expérimentation scientifique n'aura pas prouvé le contraire. J'ai bien parlé d'expérimentation et non de modèles plus ou moins sophistiqués. Je n'ai rien contre ces modèles, certains s'avèreront même certainement corrects un jour ou l'autre, d'autres seront corrigés ou invalidés par des expériences de plus en plus poussées, mais il est impossible de prédire lesquels. Encore merci pour toutes vos réponses qui m'ont bien éclairé dans plusieurs domaines.

[Amanuensis]

Apparamment, la définition du Kelvin a changé en 2005. (et en cours en 2011)

Juste un projet. Pour l'instant, rien de changé : http://www.bipm.org/fr/si/base_units/

[invite21348749873]

Bonjour Amanuensis
Bien sur vous avez raison, il ne faut pas ironiser sur des tentatives humaines pour trouver et essayer d'utiliser des modèles.
Il serait tellement plus simple de ne rien faire.
Mais quelques fois des gens arrivent et disent qu'il vont trouver l'explication de tout avec des modèles qu'ils ont crées à partir de rien.
Alors, là , je pense qu'il faut sarcasmer.
Cordialement

[Deedee81]

Salut,

Si l'électron n'a pas une sous-structure, comment se fait-il qu'il aye exactement la charge de 3 quarks Down ?

A cause de la quantification de la charge et des propriétés de symétrie des quarks et électrons.

Par contre, la raison de la quantification de la charge n'est pas encore claire.

[Amanuensis]

Par contre, la raison de la quantification de la charge n'est pas encore claire.

Invariant dérivant de la symétrie par rotation de phase du champ e.m., en application du théorème de Noether, il me semble.

Le groupe de rotation ayant comme homotopie Z, l'invariant correspondant est quantifié, si j'ai bien compris.

Mais que le quantum soit 1/3 ou 1 (l'unité étant la charge du proton), pas la moindre idée.

[invite499b16d5]

C'est curieux, mais je pense exactement comme toi. Je ne suis pas physicien (ça, tout le monde l'avait compris ) mais intuitivement, j'ai l'intime conviction que toute particule élémentaire n'est qu'un condensé d'énergie, sous différentes modalités.

Bonjour,
bien sûr qu'on peut le voir comme ça. Mais quand on s'est habitué à le voir comme ça, l'étape suivante (avec un peu de recul) est de réaliser que combien dire ça est tautologique. Que la particule ait des limites précises et soit en relation avec le reste par des forces, ou qu'elle soit une condensation locale de quelque chose de continu n'est qu'un détail de l'histoire; dans les deux cas, le désir d'objectiver un peu plus ce qu'on appelle particule se ramène à la question: qu'est-ce qui fait qu'il semble y avoir des "lieux" (et des temps), qu'est-ce qui fait que cette densité d'énergie génère des formes transitoires. Et encore, le terme "densité" d'énergie est sans doute incorrect, car il suppose que la forme "espace" est préexistante, de même que le terme "génère" est sans doute incorrect car il suppose un "temps" préexistant.

[Deedee81]

Invariant dérivant de la symétrie par rotation de phase du champ e.m., en application du théorème de Noether, il me semble.

Pour la conservation, je n'ai pas de problème.

Le groupe de rotation ayant comme homotopie Z, l'invariant correspondant est quantifié, si j'ai bien compris.

Ca, ça ne me dit rien. Faudra que je cherche.

La seule explication que je connais c'est celle tirée de la théorie de Kaluza-Klein qui, par extension, se retrouve dans la théorie des cordes (le repliement des dimensions supplémentaires conduit à une quantification de la charge).

Mais je serais bien incapable de dire s'il s'agit de la bonne explication ou s'il y a d'autres raisons possibles.

Mais que le quantum soit 1/3 ou 1 (l'unité étant la charge du proton), pas la moindre idée.

C'est lié à l'interaction forte et au comportement lors d'un changement de phase. Le même principe que pour la charge conservée déduite de l'équation de Dirac. Et lié aux groupes de symétrie d'invariance du Langrangien (SU(3) pour les multiplets des quarks).

Mais je ne me souviens plus du tout des détails. Faudrait se replonger dans un bouquin sur la chromodynamique (ou sur la théorie quantique des champs abordant l'interaction forte). Ou si un spécialiste passe par là....

[invite60be3959]

.

soit de 10^-37 m à 10^-33 m ?
soit de part et d'autre en ordre de grandeur de la longueur de Planck?? (10^-35m)

Oui désolé, il fallait lire m au lieu de fm !

[Amanuensis]

La seule explication que je connais c'est celle tirée de la théorie de Kaluza-Klein qui, par extension, se retrouve dans la théorie des cordes (le repliement des dimensions supplémentaires conduit à une quantification de la charge).

Dans la théorie KK, la dimension supplémentaire est justement la phase. Dire que son repliement (compactification) conduit à une quantification de la charge me semble dire exactement la même chose (en plus "clair" ?) que dire que la quantification vient de l'homotopie du groupe des rotations de phase.

Dans l'article sur la KK :

In modern geometry, the extra fifth dimension can be understood to be the circle group U(1), as electromagnetism can essentially be formulated as a gauge theory on a fiber bundle, the circle bundle, with gauge group U(1).

[invite60be3959]

Si l'électron n'a pas une sous-structure, comment se fait-il qu'il aye exactement la charge de 3 quarks Down ?

A cause de la quantification de la charge et des propriétés de symétrie des quarks et électrons.

Pas vraiment. Un état singulet de couleur composé de 3 quarks est appelé un baryon. Si on suppose que l'électron est un baryon, on doit considérer les baryons de moment angulaire total J=1/2, puisque le spin de l'électron est de 1/2.
La seule façon de créer un baryon tel que J=1/2 avec des quarks de spin 1/2 est de considérer l'état . Cet état de spin, composant la fonction d'onde d'un baryon, est symétrique pour la permutation de 2 quarks de spin parallèle, et anti-symétrique pour la permutation de 2 quarks de spin anti-parallèle. La composante saveur(le fait d'être un quark u ou d ou s, etc...) de la fonction d'onde doit posséder les mêmes propriétés pour qu'elle soit symétrique lors de la permutation des états de spin et de saveur(considérer d'abord l'état de spin puis de saveur ou vice-versa ne change rien à la fonction d'onde). Les seuls états de saveurs, en ne tenant compte que des u et d, respectant les mêmes propriétés de symétrie et d'anti-symétrie que l'état de spin, sont et , c'est-à-dire le proton et le neutron respectivement.
Il ainsi impossible de construire un baryon d'état de saveur et de moment angulaire total J=1/2. L'électron ne peut alors en aucun cas être composé de quarks.
Par contre il existe un baryon composé de 3 quarks d, c'est le , mais sont moment angulaire total est J=3/2.

[invite60be3959]

Je ne crois pas que le temps de désintégration soit si pertinent que cela : Quand on voit celui du proton, qui est pourtant composite...

Cordialement.

Si cela est pertinent car le proton est composé de quarks faisant partie de la 1ère génération de leptons, qui eux ne peuvent se désintégrer en des quarks moins "lourds". Comme l'électron fait aussi partie de cette 1ère génération de lepton, il en de même.

[Deedee81]

Salut,

Dans la théorie KK, la dimension supplémentaire est justement la phase. Dire que son repliement (compactification) conduit à une quantification de la charge me semble dire exactement la même chose (en plus "clair" ?) que dire que la quantification vient de l'homotopie du groupe des rotations de phase.

Suis-je bête. En effet. Merci,

Et sachant quoi chercher j'ai effectivement trouvé des remarques à ce sujet. Notamment sur des travaux de Dirac.

Je creuserai plus loin quand j'aurai le temps mais là je me sens immédiatement moins bête

Pas vraiment.

Vaincent. Ton explication ne me pose aucun problème. Mais la question n'était pas de savoir si un électron pouvait être composé de quarks. La question soulevée par dragounet et à laquelle je ne répondais que de manière grossière est : pourquoi la charge électrique des quarks est-elle justement égale à un tiers de la charge électrique des électrons ?

[stefjm]

Juste un projet. Pour l'instant, rien de changé : http://www.bipm.org/fr/si/base_units/

Ah Oui. J'ai lu trop vite! Il va en être question en 2011 apparament.

[invite60be3959]

Vaincent. Ton explication ne me pose aucun problème. Mais la question n'était pas de savoir si un électron pouvait être composé de quarks. La question soulevée par dragounet et à laquelle je ne répondais que de manière grossière est : pourquoi la charge électrique des quarks est-elle justement égale à un tiers de la charge électrique des électrons ?

dragounet parlais d'une éventuelle sous-structure de l'électron, et pourquoi pas par des quarks down. C'était l'objet de sa question(du moins c'est ce que j'ai compris)

En ce qui concerne la quantification de la charge électrique, l'explication la plus naturelle serait l'existence de monopôle(s)magnétique(s) qui rétablirait la symétrie électrique-magnétique dans les équations de Maxwell et de ce fait implique cette quantification(après quantification du champs électromagnétique bien sûr). Toute théorie de grande unification dans laquelle apparait un monopôle magnétique, induit forcément et naturellement une quantification de la charge électrique.
Cette quantification serait intimement liée au confinement des quarks en hadrons et expliquerait ces charges fractionnaires. Mais le confinement des quarks n'est encore que peu compris.

[invite4b0d1657]

dragounet parlais d'une éventuelle sous-structure de l'électron, et pourquoi pas par des quarks down. C'était l'objet de sa question(du moins c'est ce que j'ai compris)

En ce qui concerne la quantification de la charge électrique, l'explication la plus naturelle serait l'existence de monopôle(s)magnétique(s) qui rétablirait la symétrie électrique-magnétique dans les équations de Maxwell et de ce fait implique cette quantification(après quantification du champs électromagnétique bien sûr). Toute théorie de grande unification dans laquelle apparait un monopôle magnétique, induit forcément et naturellement une quantification de la charge électrique.
Cette quantification serait intimement liée au confinement des quarks en hadrons et expliquerait ces charges fractionnaires. Mais le confinement des quarks n'est encore que peu compris.

Comme je n'ai encore que peu compris cette coïncidence des charges qui fait que la charge de l’électron est exactement égale à celle de 3 quarks down.

Je trouve ceci très étrange.

[invite60be3959]

Comme je n'ai encore que peu compris cette coïncidence des charges qui fait que la charge de l’électron est exactement égale à celle de 3 quarks down.

Je trouve ceci très étrange.

je pense que tu prends le problème à l'envers. C'est plutôt parce qu'il y a quantification de la charge électrique(mésurée expérimentalement par Millikan en 1911), et confinement des quarks en hadron, que les quarks ont une charge fractionnaire.(J'ai expliqué d'ailleurs dans un post précédent pourquoi l'électron ne peut-être composé de quarks). Après il faut faire attention aux coïncidences que l'on juge ne pas être le fruit du hasard. C'est comme si tu remarquais que la masse de 3 pommes est exactement celle d'un melon et que tu en concluerais qu'un melon est en fait composé de 3 pommes !

[invite4b0d1657]

Après il faut faire attention aux coïncidences que l'on juge ne pas être le fruit du hasard. C'est comme si tu remarquais que la masse de 3 pommes est exactement celle d'un melon et que tu en concluerais qu'un melon est en fait composé de 3 pommes !

Que nenni, ceci serait vrai si j'avais dis que la masse de l'électron était l’équivalant de celle de 3 quarks Down.

Donc tu dis que ce n'et qu'une coïncidence? C'est juste ?

[invite60be3959]

Que nenni, ceci serait vrai si j'avais dis que la masse de l'électron était l’équivalent de celle de 3 quarks Down.

Je profitais simplement de l'analogie pour illustrer mon propos.

Donc tu dis que ce n'et qu'une coïncidence? C'est juste ?

Ce que je dis c'est que ce n'est pas parce qu'il y a coïncidence qu'il faut y voir une vérité cachée. Après comme je l'ai déjà dit, c'est certainement la quantification de la charge électrique et le confinement des quarks qui explique leurs charges fractionnaires .