Graviton et Higgs

[invite4d7a968b]

Bonsoir

A ma droite, le boson de Higgs, quanta d'excitation du champ de Higgs. A ma gauche, le quanta d'excitation du champ gravitationnel, j'ai nommé le graviton.
Le premier donne la masse aux particules. Le deuxième provient de la déformation de l'espace-temps sous l'influence des objets massifs.

Ces deux particules sont donc toutes les deux liées au concept de masse. Mais quel type de relation peut-on avoir entre ces particules, y a-t-il une sorte d'interaction entre elles ? Est-ce modélisé dans une théorie ou est-ce un des points pour lesquels relativité générale et mécanique quantique sont en conflit ?
Ou encore, suis-je complètement à côté et ces particules n'interagissent pas du tout entre elles !

Merci d'éclairer ma lanterne
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[inviteae0da2b9]

je pense que ces particules n'interagissent pas car sinon le graviton aurait une masse avec les propriétés du boson de Higgs mais le graviton est de masse nul
Aussi je n'ai jamais entendu que les bosons s'interagissent entre eux mais qu'il s'interagissent avec les autre famille de particule

[mtheory]

Bonsoir

A ma droite, le boson de Higgs, quanta d'excitation du champ de Higgs. A ma gauche, le quanta d'excitation du champ gravitationnel, j'ai nommé le graviton.
Le premier donne la masse aux particules. Le deuxième provient de la déformation de l'espace-temps sous l'influence des objets massifs.

Ces deux particules sont donc toutes les deux liées au concept de masse. Mais quel type de relation peut-on avoir entre ces particules, y a-t-il une sorte d'interaction entre elles ? Est-ce modélisé dans une théorie ou est-ce un des points pour lesquels relativité générale et mécanique quantique sont en conflit ?
Ou encore, suis-je complètement à côté et ces particules n'interagissent pas du tout entre elles !

Merci d'éclairer ma lanterne

Salut ,graviton et Higgs sont en interaction puisque le Higgs a une masse et que la gravitation se couple à tous ce qui en possède.
Il n'y a aucun conflit entre eux.

[invite4d7a968b]

merci mtheory, des fois les évidences nous échappent !

Cette interaction est-elle modélisée dans une théorie ? Modèle Standard, théorie au delà du Modèle Standard ? M-théorie ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[mtheory]

merci mtheory, des fois les évidences nous échappent !

Cette interaction est-elle modélisée dans une théorie ? Modèle Standard ?

Modèle standard ,modulo le fait qu'on a pas de théorie satisfaisante de la gravitation quantique et que le modèle standard à strictement parler c'est QED /EW,QCD .
Donc un traitement complet et rigoureux demande de la GQ mais on peut faire des calculs en régime semi classique ou au premier ordre en TQC sans avoir de problèmes graves.

[invite4d7a968b]

Ok, merci mtheory
Une idée d'article qui présente ce genre de calcul ?

[inviteae0da2b9]

Tu as raison Mtheorie mais le boson de Higgs à une masse nul et donne la masse aux particules ordinaire

[invite4d7a968b]

Tu as raison Mtheorie mais le boson de Higgs à une masse nul et donne la masse aux particules ordinaire

Le boson de Higgs, une masse nulle ? Je pense pas. Je crois qu'on le cherche au LEP et au LHC avec une masse autour de 150 GeV.
Je suppose que les bosons de Higgs interagissent entre eux et donc se fournissent eux-mêmes en masse.

Par contre le graviton doit avoir une masse nulle pour que l'interaction gravitationnelle aie une portée infinie.

[invitea29d1598]

sur la masse du Higgs qui avait été presque mesurée...

http://dphs10.saclay.cea.fr/Spp/Higgs/higgs/higgs.html

[inviteae0da2b9]

Tu as raison le boson de Higgs a une masse supérieure à 107.7 GeV/c2
J'avais lu dans science et vie que le boson de Higgs avait une masse nul

[inviteaeeb6d8b]

Il y a quelque chose qui m'échappe dans ce que vous dites ...

vous parlez de masse en électron-volts ?!

excusez mon ignorance à ce propos...

Romain

[BioBen]

vous parlez de masse en électron-volts ?!

http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89lectron-volt
http://www.futura-sciences.com/compr...n-volt_338.php
En physique des particules on a la bonne idée de poser c=1 youh on balance tout en electron-volts
En tout cas je crois que c'est pour cette raison qu'on se passe du /c²

[inviteca4b3353]

En tout cas je crois que c'est pour cette raison qu'on se passe du /c²

En physique des hautes energies on pose usuellement c=hbar=1 pour deux raisons. La premiere est qu'on se retrouve maintenant a manipuler des nombres a notre echelle (pour les processus a notre echelle). Cela revient a ce placer un nouveau systeme de reference des unites plus naturel. Comme si on ne voulait pas evaluer les distances entre planetes du systeme solaire en mm.
La seconde raison est que cela facilite les analyses dimensionnelles puisqu'il n'existe maintenant qu'une seule unite : l'energie (ou parle souvent d'unite de masse aussi car E=m dans ce systeme d'unites). En effet, une (distance)^-1, un (temps)^-1, une masse ont tous la dimension d'une energie dans ce systeme (verifiez le pour chaque grandeur si besoin est mais une fois ecrit c'est immediat). C'est tres tres pratique pour les theoriciens pour verifier en permanence la coherence (ie erradiquer les erreurs de calculs) de leurs calculs.

KB.

[inviteca4b3353]

Oups, desole pour le doublon...
Dans le premier post, j'ai fait une erreur concerant l'action, elle est sans dimension.

[invite52c52005]

Bonjour,

pour revenir au boson de Higgs, ce n'est pas sa masse mais son spin qui est censé être nul. Non ?
C'est peut être avec ça que les intervenants précédents confondaient.

[inviteca4b3353]

pour revenir au boson de Higgs, ce n'est pas sa masse mais son spin qui est censé être nul. Non

?

Oui. Il s'agit d'un champ scalaire (boson de spin 0 donc) dont la masse est attendu autour de 115 GeV au LHC.

[invite7ce6aa19]

Salut ,graviton et Higgs sont en interaction puisque le Higgs a une masse et que la gravitation se couple à tous ce qui en possède.
Il n'y a aucun conflit entre eux.

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Bonjour, il me semble que dans cette discussion il y a des incohérences logiques.
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1- Le mécanisme de Higgs consiste à postuler qu'il existe un champ scalaire dont le potentiel a une forme de chapeau mexicain.

2- Ce champ est censé se coupler à tous les champs sans masse dont il en résulte un champ massique (en fait il peut même se coupler aux champs dotés d'une masse auquel cas il modifie la masse).
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3- Si par hypothèse tous les champs sont sans masse avant couplage (cad à haute température) il ne peut pas y avoir de phénomènes gravitationnels puisqu'il n'y a pas de masse!!
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4- Après couplage (a basse température) des masses apparaissent et donc la gravité est déclenchée!! Cette gravité est décrite par les équations de la RG. L'espace est localement courbé par la masse.
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5- on peut traduire la courbure comme un champ d'interaction entre masse qui après quantification donne comme excitation des gravitons. auquel cas il n'y a aucune raison que le Higgs soit couplé au champ gravitationnel. par contre selon cette logique on pourrait dire que c'est le Higgs qui crée la gravitation par la médiation des masses.
.
6- Si je continue dans cette logique, le champ de Higgs baigne en retour dans le champ gravitationnel qui perturbe le champ de Higgs initial et il serait logique que cette contre-réacrtion crée le potentiel du chapeau mexicain.
.
J'ignore en fait quels sont les positions "officielles" des spécialistes mais je pense que mon raisonnement est cohérent.

[inviteca4b3353]

2- Ce champ est censé se coupler à tous les champs sans masse dont il en résulte un champ massique (en fait il peut même se coupler aux champs dotés d'une masse auquel cas il modifie la masse).

Le modele standard est base une invariance de jauge qui impose que tous les champs de jauge doivent etre de masse nulle. Le modele standard est une theorie chirale (qui permet de definir une droite d'une gauche) ce qui interdit tout fermion d'avoir une masse. Bref tout ca pour dire qu'avant couplage au Higgs il n'y a rien de massif !

mais j'en viens au second point....

il ne peut pas y avoir de phénomènes gravitationnels puisqu'il n'y a pas de masse!!

Dire cela c'est oublier deux choses. La premiere est que la gravitation couple non seulement a la masse mais aussi aux autres formes d'energie. Deuxiemement, quand on parle de champ de masse nulle, on fait alusion a la masse au niveau des arbres, cad a un terme de masse classique de la forme m^2 phi^2 directement dans le lagrangien. Lorsqu'on a une theorie de jauge non abelienne, les bosons de jauge, qui ne peuvent avoir de terme de masse dans le lagrangien car il doit etre invariant de jauge, acquiert une masse grace aux corrections radiatives (ou quantiques) a la theorie des champs classiques. L'exemple immediat sont les gluons. Ils sont classiquement de masse nulle, mais SU(3) etant une theorie non abelienne, ils peuvent interagir entre eux et ceci genere une masse aux gluons sous forme d'energie de liaison (un peu comme dans une molecule H2, ou un nucleon).

Donc dire que la gravitation n'existe pas avant que le Higgs couple aux particules est faux.

par contre selon cette logique on pourrait dire que c'est le Higgs qui crée la gravitation par la médiation des masses.

donc non...

on peut traduire la courbure comme un champ d'interaction entre masse qui après quantification donne comme excitation des gravitons. auquel cas il n'y a aucune raison que le Higgs soit couplé au champ gravitationnel.

et encore non... Le champ de Higgs a une densite d'energie donc il couple necessairement au champ gravitationnel, c'est le b-a.ba de la relativite generale...

Si je continue dans cette logique, le champ de Higgs baigne en retour dans le champ gravitationnel qui perturbe le champ de Higgs initial

Selon votre logique, il n'y a de couplage entre Higgs et gravitation, donc selon la logique que vous suivez cette phrase n'a pas de sens.

Cependant, elle est vrai car le Higgs se couple a la gravitation.

il serait logique que cette contre-réacrtion crée le potentiel du chapeau mexicain.

Je n'ai pas etudie cela en detail mais si c'est loin d'etre evident.

J'ignore en fait quels sont les positions "officielles" des spécialistes

effectivement.

mais je pense que mon raisonnement est cohérent.

malheureusement, c'est toujours non...

KB

[invite7399a8aa]

.
Bonjour, il me semble que dans cette discussion il y a des incohérences logiques.
.
1- Le mécanisme de Higgs consiste à postuler qu'il existe un champ scalaire dont le potentiel a une forme de chapeau mexicain.

Bonjour,

Je débarque, mes excuses si ma question est stupide.

Juste pour éclairer ma lanterne, parles-tu de la courbe du Son-brero décrivant des cycles limites stables ou instables d'ailleurs ???

Cordialement

Ludwig

[inviteca4b3353]

Juste pour éclairer ma lanterne, parles-tu de la courbe du Son-brero décrivant des cycles limites stables ou instables d'ailleurs ???

Le chapeau mexicain c'est un jargon qui rappelle que le potentiel V(x) ou x est le champ scalaire de Higgs contient un terme quadratique negatif -ax^2 et un terme quartic positif bx^4. Cela donne une forme de parabole resserree poitant vers le haut avec une bosse a l'origine quand on trace la courbe. Avec un peu d'imagination on peut y voir un chapeau mexicain pour les uns ou un cul de bouteille pour les autres.

KB

[invite7ce6aa19]

mais j'en viens au second point....



Dire cela c'est oublier deux choses. La premiere est que la gravitation couple non seulement a la masse mais aussi aux autres formes d'energie. Deuxiemement, quand on parle de champ de masse nulle, on fait alusion a la masse au niveau des arbres, cad a un terme de masse classique de la forme m^2 phi^2 directement dans le lagrangien. Lorsqu'on a une theorie de jauge non abelienne, les bosons de jauge, qui ne peuvent avoir de terme de masse dans le lagrangien car il doit etre invariant de jauge, acquiert une masse grace aux corrections radiatives (ou quantiques) a la theorie des champs classiques.

Je ne suis pas un spécialiste du mécanisme de Higgs mais j'ai bien cru comprendre que le bosons de l'interaction faible W+ W- et Z° acqiérent une masse grace au coiuplage du champ de jauge (sans masse) avec le champ de Higgs, le champ de Higgs a même été inventé pour ça!!!

L'exemple immediat sont les gluons. Ils sont classiquement de masse nulle, mais SU(3) etant une theorie non abelienne, ils peuvent interagir entre eux et ceci genere une masse aux gluons sous forme d'energie de liaison (un peu comme dans une molecule H2, ou un nucleon).

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Je ne suis pas un spécialiste des particules mais j'ai cru comprendre qur lorque le groupe est non abélien comme SU(3) il apparait dans le champ de jauge un terme d'auto-interaction avec lui-même, ce qui signifie que les particules de jauge portent une charge, donc une charge de couleur. le problème n'a donc rien à voir avec la masse des gluons

Donc dire que la gravitation n'existe pas avant que le Higgs couple aux particules est faux.

Oui c'est vrai j'ai omis qu'il pouvait y avoir de l'énergie, donc de la RG même en absence de masse. Donc je reconduit mon raisonnement en disant que le champ de Higgs controle en partie, via la création de masse, le champ gravitationnel.

Le champ de Higgs a une densite d'energie donc il couple necessairement au champ gravitationnel, c'est le b-a.ba de la relativite generale...

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Avec la nuance de taille est que lorsque le champs de Higgs se couple aux autres champ on est à basse température. On peut donc supposer que le champ quantique est dans son état fondamental (le vide)

Je n'ai pas etudie cela en detail mais si c'est loin d'etre evident.

J'ai proposé cette idée de contre réaction car en général
les champs se couplent dans les 2 sens. Plus profondémment je constate que le potentiel de Higgs est postulé et j'ai envie de lui trouvé une cause. Et là j'ai une idée très "professionnel" puisque le potentiel de Higgs de la forme d'un chapeau mexicain est très connu en physique du solide; on appelle ça l'effet Jahn-Teller.
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L'exemple sympa c'est le couplage vibrationnel entre un état électronique 2 fois dégénéré et un état vibrationel 2 fois dégénéré. En absence de couplage le potentiel effectif du mouvement des noyaux est un paraboloïde comme le faux vide de Higgs. en présence du couplage ce potentiel est instable et se transforme en un chapeau mexicain. Ce qu'il y de remarquable c'est l'instabilité n'est controlé que par des considérations de symmétrie. C'est la raison pourlaquelle il me parait inévitable que le potentiel de Higgs est du lui même à un couplage à un autre champ. A titre d'exercice j'ai proposé le champ gravitationnel.


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[invite7399a8aa]

Le chapeau mexicain c'est un jargon qui rappelle que le potentiel V(x) ou x est le champ scalaire de Higgs contient un terme quadratique negatif -ax^2 et un terme quartic positif bx^4. Cela donne une forme de parabole resserree poitant vers le haut avec une bosse a l'origine quand on trace la courbe. Avec un peu d'imagination on peut y voir un chapeau mexicain pour les uns ou un cul de bouteille pour les autres.

KB

Bonjour,

C'est ok, j'ai donc bien compris. Ailleurs dans un autre jargon c'est la courbe du son-brero.
Merci

Cordialement

Ludwig

[invite8ef897e4]

Bonjour,

dans un autre jargon c'est la courbe du son-brero.

MDR
c'est sérieux !?

[inviteca4b3353]

Je ne suis pas un spécialiste du mécanisme de Higgs mais j'ai bien cru comprendre que le bosons de l'interaction faible W+ W- et Z° acqiérent une masse grace au coiuplage du champ de jauge (sans masse) avec le champ de Higgs

C'est exact. C'est la valeur dans le vide du Higgs qui genere les masses. Mais il s'agit des masses au niveau des arbres. Des corrections apparaissent lorsqu'on tient compte des boucles. Et si le boson de jauge ne couple pas au Higgs, ie les gluons, alors une masse est tout de meme genere par les boucles dans le cas non abelien.

Je ne suis pas un spécialiste des particules mais j'ai cru comprendre qur lorque le groupe est non abélien comme SU(3) il apparait dans le champ de jauge un terme d'auto-interaction avec lui-même, ce qui signifie que les particules de jauge portent une charge, donc une charge de couleur.

C'est encore exact. Mais ...

le problème n'a donc rien à voir avec la masse des gluons

est faux. car une masse se traduit en theorie des champs par un terme quadratique en les champs. Or si les gluons peuvent se coupler, on peut construire une boucle dans laquelle circule des gluons et qui genere un terme quadratique, ie un terme de mass. Donc les couplages a 3G ou 4G permettent de generer une masse radiative pour les gluons. Ca a donc a voir...

Avec la nuance de taille est que lorsque le champs de Higgs se couple aux autres champ on est à basse température.

Non, la temperature n'entre pas en jeu comme cela. On ne peut pas librement faire varier T. En effet la TQC usuelle est valide a T=0, pour savoir ce qu'il se passe a haute temperature il faut connaitre le contenu en matiere a tres haute energie. Or cela n'est connu que jusqu'a T=100GeV.
En outre, ce n'est pas seulement le couplage du Higgs avec les champs qui genere la masse, c'est la valeur dans le vide du Higgs. Le couplage lui existe toujours, par contre c'est sa valeur dans le vide qui elle peut evoluer en fonction de la temperature. Tout cela demande des calculs assez long de TQC a temperature finie.

Plus profondémment je constate que le potentiel de Higgs est postulé et j'ai envie de lui trouvé une cause.

Cela fait plus de trente ans que les physiciens savent que c'est un postulat. Et trente ans qu'on (c'est le theme de mon doctorat) essaye de trouver une origine au Higgs...

C'est la raison pourlaquelle il me parait inévitable que le potentiel de Higgs est du lui même à un couplage à un autre champ. A titre d'exercice j'ai proposé le champ gravitationnel.

Le premiere phrase est evidente. Pour ne pas avoir a postuler ce potentiel il faut le generer a l'aide d'un mecanisme dynamique, ie coupler le higgs avec qutre chose. On avance pas beaucoup la...
Pour l'idee de la gravitation, naivement c'est exclu, car l'echelle de masse que peut generer un couplage gravitationnel est de l'ordre de Mplanck ce qui est beaucoup trop grand devant la masse des bosons de jauge faibles.

KB