Boson de higgs et espace-temps

[invitec913303f]

Bonjour à tous, je souhaiterais savoir comment est traité la gravité dans le cadre de la théorie de Higgs?

Merci
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[doul11]

Bonsoir,

Il n'y a pas de gravité dans la théorie de Higgs ?

Le couplage avec le champs de Higgs donne la masse inerte, mais a l'échelle quantique est-ce que masse grave = masse inerte ? pour l'instant il n'y a pas de théorie physique valide.

[invitec913303f]

Salut et merci pour ces précisions. Donc si je comprend bien, la théorie de Higgs ne parle pas de la gravitée?

[doul11]

je peut apporter quelques précisions, mais je ne saurais en dire plus, d'autres foromeurs pourront corriger / compléter :

La théorie de Higgs c'est l'interaction entre un champ quelconque et le champ de Higgs, ce couplage donne la masse inerte, boson de jauge : boson de Higgs.

la gravité c'est l'interaction entre deux champs "massiques", ce couplage donne la masse grave, boson de jauge : graviton.

Au départ la théorie de Higgs est une théorie de brisure de symétrie qui donne une masse au boson de l'interaction faible, la symétrie brisé est celle de l'interaction électrofaible (interaction électromagnétique + interaction faible), ce système a été ensuite étendu a toutes les particules et même dans des versions supersymétriques. Le graviton n'a pas de masse, il n'est donc pas couplé au champ de Higgs.

Pour finir : afin de bien ficeler tout ceci il faudrait une théorie de gravité quantique, qui est en ce moment seulement en gestation, en plus graviton et boson de Higgs ne sont pas encore validés expérimentalement, tu vois les physiciens ne sont pas encore sorti des ronces !

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

la gravité c'est l'interaction entre deux champs "massiques", ce couplage donne la masse grave, boson de jauge : graviton.

C'ext même une interaction entre toute forme d'énergie.

Le graviton n'a pas de masse, il n'est donc pas couplé au champ de Higgs.

Mais le Higgs oui il a une masse et donc est couplé au graviton !!!!

De plus, comme dit plus haut, ce n'est pas la masse qui compte (enfin, ça joue aussi) mais l'énergie. Le graviton est donc couplé au graviton !

en plus graviton et boson de Higgs ne sont pas encore validés expérimentalement

Pour le Higgs ça ne saurait plus trop tarder maintenant (même si la réponse est négative).

Pour le graviton, c'est pas demain la veille.

tu vois les physiciens ne sont pas encore sorti des ronces !

On trouvera bien de nouvelles ronces après, histoire de bien s'amuser

[doul11]

Salut Deedee,

Mais le Higgs oui il a une masse et donc est couplé au graviton !!!!

De plus, comme dit plus haut, ce n'est pas la masse qui compte (enfin, ça joue aussi) mais l'énergie. Le graviton est donc couplé au graviton !

Je savais bien qu'il y avais quelque chose que je n'avais pas bien saisis, ça explique la divergence de la théorie a haute énergie.

[invitec913303f]

Salut,



C'ext même une interaction entre toute forme d'énergie.

C'est à dire ? pourriez vous préciser?

Merci beaucoup

[doul11]

C'est à dire ? pourriez vous préciser?

En mot (plutôt une formule) :

Tout objet qui a une masse a une énergie, la théorie de la relativité générale relie "l'énergie" (exactement le tenseur énergie-impulsion) a la courbure de l'espace-temps et la métrique, voir l'équation d'Einstein.

[invitec913303f]

Bonjour, merci pour la réponse.

Mais, quand "deedee81" dit "une interaction entre toute forme d'énergie" c'est à dire? Effectivement on vois que masse équivalut à de l'énergie, mais c'est le "toute forme d'énergie" que je ne saisit pas.

Y as t'il un sous entendu avec les autres interaction fondamentales?

Enfin, si je comprend bien, dans le cadre de la théorie de Higgs, masse grâve et masse inerte sont deux manifestation différentes de deux phénomènes différents?

merci

[doul11]

mais c'est le "toute forme d'énergie" que je ne saisit pas.

Je pense que c'est dans le sens énergie cinétique et potentielle, c'est un peut ce que dit l'équation que j'ai donné : par exemple un photon a une masse nulle, mais il a bien une énergie, en fait toute cette énergie est cinétique et un photon d'énergie devrais [1] produire le même effet gravitationnel qu'une particule de masse immobile dans le référentiel de l'observateur

[1] devrais car c'est selon la relativité générale, mais là on est dans le domaine quantique, voir les problèmes évoqué en début du fil et surtout il n'y a pas de validation expérimentales, l'interaction gravitationnelle entre deux électrons a l'échelle quantique est de 40 ordres de grandeurs plus petite que l'interaction électromagnétique, c'est dire la faiblesse de cette force et donc les difficultés pour la mesurer !

Enfin, si je comprend bien, dans le cadre de la théorie de Higgs, masse grâve et masse inerte sont deux manifestation différentes de deux phénomènes différents

Deux choses différentes oui, mais pas forcement indépendantes, a propos de l'équivalence masse grave / inerte :

À notre échelle, cette équivalence semble évidente, et l'égalité mg / mi = 1 est démontrée expérimentalement à près. Pourtant, certaines théories scientifiques comme la théorie des cordes prédisent qu'elle pourrait cesser d'être vérifiée à des échelles beaucoup plus fines.

De http://fr.wikipedia.org/wiki/Masse#....et_masse_grave


Ce qui est sur dans cette histoire c'est que c'est très compliqué, c'est un des casse tête de la science contemporaine, tant au niveau théorique qu’expérimental.

[invitec913303f]

Bonjour, merci pour vos explications.

Lorsque l'on parle du "principe d'équivalence" on parle bien d'équivalence entre masse grave et masse inerte non?

En fait si je comprend bien, à ce jours, Einstein à admis que Mg=Mi mais riens à ce jours ne permet de le prouver? Pourtent la RG est basé sur ce principe non?

Merci encore et désolé si mes questions sont stupides.

[doul11]

Lorsque l'on parle du "principe d'équivalence" on parle bien d'équivalence entre masse grave et masse inerte non?

oui, c'est bien cela

En fait si je comprend bien, à ce jours, Einstein à admis que Mg=Mi mais riens à ce jours ne permet de le prouver?

Oui, et bien plus encore : Einstein avais compris beaucoup de chose avant tout le monde (c'est a mon avis sur ces points que c'était un grand génie), une vitesse limite et isotrope pour les ondes électromagnétiques, l’équivalence masse inerte et grave qui débouche sur le lien entre accélération et gravité, le lien entre masse et énergie.

Si tu vent en savoir plus sur les principes d'équivalence tu peut lire ceci : http://fr.wikipedia.org/wiki/Princip...3%A9quivalence

Merci encore et désolé si mes questions sont stupides.

Non, détrompe toi ! tes questions ne sont pas stupides, bien au contraire, c'est un sujet complexe et passionnant, il est normal de se poser des questions

[invitec913303f]

Merci doul11 pour ces réponses et ces références.

[invite9f80122c]

C'ext même une interaction entre toute forme d'énergie.
Mais le Higgs oui il a une masse et donc est couplé au graviton !!!!
De plus, comme dit plus haut, ce n'est pas la masse qui compte (enfin, ça joue aussi) mais l'énergie. Le graviton est donc couplé au graviton !

Bonjour,

Et s'il y avait une forme d'énergie différente dont la particularité serait justement de ne pas interagir avec la courbure modélisée par la RG ?
Pourquoi le Higgs devrait avoir une masse ? Un boson sans masse est-il inconcevable ?
Par exemple le graviton pourrait ne pas interagir avec lui même ce qui expliquerait l'attraction gravitationnelle des trous noirs autrement que par la courbure de l'espace, non ?

Juste des questions comme ça, je ne suis pas expert

[Deedee81]

Salut,

GRRRR

J'avais fait une réponse longue et détaillée..... et le temps que je fasse ça, bizarre, j'ai perdu ma connexion Futura. Il me l'a demandé, je l'ai tapé et.... perdu ma réponse

Plus le temps maintenant, ce sera pour un autre jour.

A+

[Deedee81]

Salut,

Retentative

Doul, merci d'avoir pris le relais.

Je pense que c'est dans le sens énergie cinétique et potentielle

Oui, tout à fait, l'énergie totale.

Plus exactement, en relativité générale, la source du champ gravitationnel est le tenseur énergie-impulsion, à travers l'équation d'Einstein :

Où le terme de gauche est la courbure d'Einstein.

La composante est l'énergie totale.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Tenseur...rgie-impulsion

Comme on le voit vers la fin de l'article, même la pression intervient comme source du champ gravitationnel !!!! Mais dans la plus part des cas l'influence de la pression est négligeable. Et dans notre environnement terrestre le terme dominant de l'énergie est la masse (à travers mc²).

Et s'il y avait une forme d'énergie différente dont la particularité serait justement de ne pas interagir avec la courbure modélisée par la RG ?

Pourquoi pas.

Pourquoi le Higgs devrait avoir une masse ?

En fait, le Modèle Standard ne prédit pas la masse du Higgs. Elle pourrait être quelconque. Mais si le Higgs avait une masse nulle, il serait sacrément facile à observer. Les expériences ont permis de mettre des bornes sur la masse du Higgs : entre 115 et 185 GeV environ (je ne sais plus d'où vient la borne supérieure).

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

Un boson sans masse est-il inconcevable ?

Le photon est un boson sans masse.

Par exemple le graviton pourrait ne pas interagir avec lui même ce qui expliquerait l'attraction gravitationnelle des trous noirs autrement que par la courbure de l'espace, non ?

C'est envisageable. Mais peu probable.

Cet effet est une conséquence directe de la relativité générale. Le champ gravitationnel est lui-même source de gravité.

Par exemple, si l'on pouvait concentrer des ondes gravitationnelles intenses dans une petite zone, cela pourrait créer un trou noir (sans matière !)

Je ne crois pas (à ma connaissance) que l'on ait jamais pu tester cette auto-interaction.

Toutefois cela parait peu douteux. L'effet a pour origine la forte non linéarité de la relativité générale. On peut très bien travailler avec la gravité linéarisée (ce que l'on fait souvent en champ faible par facilité) et imaginer une légère modification pour avoir une absence d'auto-interaction. Mais les tests de la gravité ont tout de même été largement au-delà de la gravité linéarisée. On sait que ce n'est pas correct.

Quand à modifier la théorie complète, je ne vois pas trop comment faire, mais ça ne donnerait sans doute pas quelque chose de simple (il suffit de regarder l'équation d'Einstein si dessus, difficile de faire plus simple)

Je ne peux donc pas être totalement affirmatif. Mais ça me parrait fortement peu probable d'avoir un graviton (s'il existe du moins) sans auto-interaction.

La nature est vicieuse .

EDIT : youpi, mon message est passé

[jojo17]

Cet effet est une conséquence directe de la relativité générale. Le champ gravitationnel est lui-même source de gravité.[...] Je ne crois pas (à ma connaissance) que l'on ait jamais pu tester cette auto-interaction.

Salut Deedee,
Est-ce que la confirmation (Gavity probe B) de l'effet De Sitter et Lense-thirring n'est pas une confirmation (indirecte) de l'effet d'auto interaction de la gravitation?
Merci et bonne journée

[Deedee81]

Salut,

Est-ce que la confirmation (Gavity probe B) de l'effet De Sitter et Lense-thirring n'est pas une confirmation (indirecte) de l'effet d'auto interaction de la gravitation?

Pas à strictement parler. Je ne suis même pas sûr que ce soit un effet non linéaire (bien que je le pense).

Mais c'est typiquement un effet non classique (au sens Newton) et une validation forte de la RG et donc de ses prédictions et donc des effets d'auto-interaction.

Si on pouvait capter les ondes gravitationnelles (dur) et vérifier qu'elles sont déviées par le Soleil (dur dur) ce serait une preuve beaucoup plus directe (interaction du champ gravitationnel du Soleil avec l'onde gravtiationnelle).

[invitea4732f50]

Bonsoir,

Il n'y a pas de gravité dans la théorie de Higgs ?

Le couplage avec le champs de Higgs donne la masse inerte, mais a l'échelle quantique est-ce que masse grave = masse inerte ? pour l'instant il n'y a pas de théorie physique valide.

Masse grave = masse inerte.

N'est-ce pas un postulat sur lequel repose la RG ?

Cordialement,

[Deedee81]

Salut,

Masse grave = masse inerte.
N'est-ce pas un postulat sur lequel repose la RG ?

Si, mais à l'équelle des particules élémentaires, il serait très étonnant que la RG soit encore valide.

Exemple, à cause du principe d'indétermination, pour des durées extrêmement faibles (de l'ordre de la durée de Planck), la probabilité d'avoir une énergie suffisante pour former un trou noir est non négligeable. Bien sûr, un tel trou noir s'évaporerait instantanément. Mais le problème est que cela est d'autant plus vrai (et le trou noir plus important) que l'on prend des échelles de temps courtes et cela est vrai en tout point et tout instant. A ce rythme on devrait être totalement noyé sous les trous noirs.

Ce n'est manifestement pas le cas => il y a quelque chose qui cloche.
(et ce que l'on peut remettre en cause est lié peu ou prou à chaque tentative d'obtenir une gravité quantique).

[invitec913303f]

Salut,

Plus exactement, en relativité générale, la source du champ gravitationnel est le tenseur énergie-impulsion, à travers l'équation d'Einstein :

Où le terme de gauche est la courbure d'Einstein.

La composante est l'énergie totale.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Tenseur...rgie-impulsion

Comme on le voit vers la fin de l'article, même la pression intervient comme source du champ gravitationnel !!!! Mais dans la plus part des cas l'influence de la pression est négligeable. Et dans notre environnement terrestre le terme dominant de l'énergie est la masse (à travers mc²).

La pression? C'est à dire?

Aussi une autres question, j'ai entendu dire qu'a l'horison d'un trous noir, riens ne peut y échapper (ça ok) parce que sa vas plus vite que la vitesse de la lumière !!! Peut t'on me confirmer ou m'infirmer ce dernier point ?

Merci beaucoup

[invite9f80122c]

Aussi une autres question, j'ai entendu dire qu'a l'horison d'un trous noir, riens ne peut y échapper (ça ok) parce que sa vas plus vite que la vitesse de la lumière !!! Peut t'on me confirmer ou m'infirmer ce dernier point ?
Merci beaucoup

Si je ne me trompe c'est la vitesse nécessaire pour s'en éloigner qui est plus élevée que c. De plus le temps propre devient nul selon la RG.

Cependant il me semble qu'à mesure qu'on dépasse l'horizon et qu'on s'approche du centre du trou noir le temps propre et les distances deviennent plus grandes.

Donc un objet venant de l'extérieur sera bloqué à la surface, et un autre de l'intérieur aussi. Ca voudrait dire que tout le trou noir serait concentré à sa surface ce qui serait étonnant.

Sauf bien sûr si les particules à l'intérieur ont une vitesse trop faible pour rejoindre la surface. Mais comment sont-elles arrivées à l'intérieur ?!

Je ne suis pas expert donc réponse à prendre avec des pincettes et ouvertes aux critiques et corrections

[invitec913303f]

Si je ne me trompe c'est la vitesse nécessaire pour s'en éloigner qui est plus élevée que c. De plus le temps propre devient nul selon la RG.

Bonjour et merci. PS, vous ne feriez pas une erreur au sujet du temps propre qui deviens nul ? Le temps propre, c'est le temps sur le référentiel. C'est le temps relatif à l'autre référentiel mesuré par rapport au temps propre qui semble se dilater à l'infinie.

[Deedee81]

Salut,

La pression? C'est à dire?

La pression habituelle. Comme la pression atmosphérique (bon, d'accord, la pression atmosphérique est trop faible pour avoir un effet important sur la gravité).

Aussi une autres question, j'ai entendu dire qu'a l'horison d'un trous noir, riens ne peut y échapper (ça ok) parce que sa vas plus vite que la vitesse de la lumière !!! Peut t'on me confirmer ou m'infirmer ce dernier point ?

C'est la vitesse d'évasion. Si quelqu'un près de l'horizon jette un objet vers le haut, il faut communiquer une grande vitesse pour qu'il s'échappe. Sur l'horizon cette vitesse tend vers 'c'.

Mais ce n'est pas ça qui définit l'horizon. En effet, la vitesse d'évasion c'est juste pour un objet libre, qu'on lance et qu'on laisse continuer tout seul.

Mais on peut lui coller des fusées au cul et il peut s'éloigner tout doucement. C'est ce qu'on fait avec les fusées sur Terre. Si on leur communiquait d'un coup la vitesse d'évasion (avec une catapulte super géante) les astronautes seraient tués par l'accélération !

Mais sous l'horizon, tintin, même ça ne marche plus. En fait, l'espace-temps est telement déformé que toute trajectoire, quelque soit sa direction, mène vers le centre !!!!

C'est difficile à visualiser (un espace courbe à 4 dimensions c'est déjà très dur à visualiser, mais là en plus c'est extrême).

Pour en savoir plus, il suffit de faire quelques recherches sur le forum astrophysique ou google avec "trou noir". C'est un sujet très très abondamment discuté.

[invitec913303f]

Bonjour, merci pour votre réponse.

Comment la pression peut t'elle participer / créer du champ gravitationnel?

[Deedee81]

Salut,

Comment la pression peut t'elle participer / créer du champ gravitationnel?

De la même manière que la masse et l'énergie.

Le mieux est encore de regarder l'équation d'Einstein et le tenseur énergie-impulsion. Le tenseur énergie-impulsion est aussi un tenseur de contrainte.

Je ne vois pas trop comment vulgariser ça (j'avais lu une tentative dans ce sens une fois dans ArXiv, mais je n'avais pas trouvé ça très convaincant). Désolé.

Si quelqu'un ici a une explication claire en français à donner, c'est le bien venu.

[Amanuensis]

Comment la pression peut t'elle participer / créer du champ gravitationnel?

L'unité de pression est présentée usuellement comme force par unité de surface. Mais c'est aussi l'unité pour la densité volumique d'énergie.

(En effet force/surface = MLT^-2.L^-2 = ML²T^-2.L^-3 = énergie par volume)

Qu'une densité volumique d'énergie soit pertinente pour la gravitation doit être moins difficile à comprendre...

PS : Ce n'est pas un jeu d'écriture, interpréter la pression usuelle comme une densité volumique d'énergie (thermique) a un sens physique. On retrouve cela dans PV=nRT par exemple.

[Deedee81]

Salut,

Qu'une densité volumique d'énergie soit pertinente pour la gravitation doit être moins difficile à comprendre...

Bonne remarque. Merci de cette explication.

Dans :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Tenseur...rgie-impulsion

Dernière équation.

On voit clairement le lien entre la pression et la densité (de masse / d'énergie). On voit aussi clairement le lien avec les différentes composantes du tenseur énergie-impulsion.

[Amanuensis]

PS : Sans rentrer dans les détails, les termes diagonaux du tenseur densité d'énergie-impulsion s'interprètent comme :

- Une densité volumique d'énergie de masse (terme temporo-temporel) ;

- Une densité volumique d'énergie cinétique (thermique)--termes spatio-spatiaux.

Vu comme cela, c'est bien une extension de la densité volumique de masse, qui en est le pendant "classique", et cela apparaît "naturel" comme source du champ gravitationnel.