Constantes fondamentales sans dimension

[invité576543]

Bonjour,

Dans de nombreux fils est posé une question du genre "est-ce que les constantes physiques varient", etc. Mais cela soulève la question fondamentale de la liste des "vraies" constantes, une liste de
valeurs numériques qui déterminent tout le reste, en utilisant les théories en vigueur pour calculer tout le reste.

En partant de l'idée que les unités sont arbitraires, on peut considérer que certaines "constantes" de la physique n'ont pas de valeur, juste une définition. c et h sont deux candidats, la valeur utilisée en pratique étant conventionnelle.

G peut être pris en compte de la même manière, en considérant comme masse au carré d'une particule le rapport Gm²/hc. (ou hbar...,détails...)

Les "vraies" constantes numériques doivent alors se présenter comme des nombres sans dimension. Je n'ai pas trouvé sur la toile de listes de tels nombres sans dimension. Ci suit quelques pistes, si quelqu'un peut confirmer/corriger/compléter...

Pour le couplage de la force électro-magnétique, nous avons . J'imagine qu'une constante de couplage pour l'interaction faible est, ou est dérivable de, l'angle . J'imagine qu'il existe aussi un facteur de couplage pour l'interaction forte. A-t-elle un nom, une valeur

La seconde série qui vient à l'esprit sont les masses; on obtient une série de constantes comme pour l'électron. Il me semble que, dans les théories actuelles, la série de masses non déductibles d'autres constantes ou masses est assez longue... Où trouver une liste minimum? une pour chacun des 12 fermions

S'il y en a d'autres, pourquoi ne sait-on pas les calculer à partir des masses des fermions et des constantes de couplage

Rien d'autre ne me vient à l'esprit. Ai-je manqué quelque chose

Cordialement, et merci d'avance,

Michel
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[curieuxdenature]

Bonjour mmy,

je ne sais pas si j'ai bien saisi le sens de la question, mais, j'ai ça en favoris:
http://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html

et la liste des particules à ce jour.
http://www-pdg.lbl.gov/2005/tables/contents_tables.html

pour l'interaction forte, on a la constante de couplage de Fermi:

qui est sensée donner la masse de Fermi:

De l'angle de couplage on tire les masses des Bosons W et Z:


De plus, il est possible de mettre toutes les forces sous une forme bien connue:


mx prenant la forme de la masse de Planck pour definir la gravitation
de la masse de Fermi pour la force electrofaible
mais ce ne sont peut-être que des coincidences qui ne marchent que pour ces 2 là. Je n'ai pas trouvé d'équivalents pour la force electromagnétique. Il y a bien masse du Muon sur masse d'une hypothétique particule de 1237 MeV, mais bof ça devient de la numérologie à ce niveau...

[invité576543]

Bonjour,

Ca répond à une question, la constante de couplage pour l'interaction forte.

La référence NIST m'est utile depuis longtemps, mais c'est un des nombreux exemples de listes de constantes qui est un vrai fatras conceptuel, fatrass mélangeant:

- les "constantes" totalement conventionnelles, sans aucun sens physique (comme le nombre d'Avogadro A)

- les "constantes" de valeur conventionnelle, définissant une unité (comme c ou h, mais on peut en choisir d'autres)

- les constantes qui se déduisent d'autres par un calcul très simple (la plupart des constantes du site, au moins celui-là donne les formules en général!!!)

- les constantes qui se déduisent d'un jeu de constantes fondamentales par un calcul compliqué. (Par exemple j'imagine que la masse du proton se calcule à partir des masses des quarks et des constantes de couplage des trois forces... Me trompe-je??)

- un jeu de constantes fondamentales, comme les 3 constantes de couplages et la masse de l'électron, et d'autres...

Je cherche simplement un tel jeu (actuel) de constantes fondamentales, une sorte d'axiomatique numérique de la physique!

En espérant que cela clarifie mes questions...

Cordialement,

Michel

[Skippy le Grand Gourou]

Concernant les masses des 12 fermions fondamentaux, il me semble qu'on ne pourra les connaître que lorsque l'on connaîtra la masse du Higgs - à supposer qu'on le découvre... Pour les constantes, je ne sais pas si ce que tu cherches correspond à ce que je crois que les physiciens des particules appellent les "paramètres libres" du Modèle Standard. Si quelqu'un en sait plus là-dessus...

[A voir en vidéo sur Futura]

[curieuxdenature]

Je pense que tu as raison Skippy, à priori il n'existe pas de lien entre les paramètres, c'est pour ça qu'on les dit 'libres'.
Ils auraient été défini au petit bonheur la chance dès le départ, et le résultat est ce qui se voit : 15 milliards d'années plus tard, nous sommes là. Mais, à ce propos, c'est peut-être 50 ou 100 milliards d'années, cachés derrière l'horizon de ce trou noir que serait l'univers...
Certains n'y croient pas, et ils cherchent, ils cherchent, bon courage...
Voilà au moins une explication du grand nombre d'avis sur la question.
Mais bon, ça prouve au moins que cet univers fait dans la variété et pas dans la mélancolie ou la fixité.

C'est une des interrogations, si ces paramètres avaient eu d'autres valeurs, quel aurait été l'avenir d'un tel univers ?
Un rapport moins grand entre la force electrique et la force de gravitation aurait produit un univers ne durant que quelques millions d'années et n'aurait jamais pu abriter la vie.
En fait on n'en sait strictement rien, car avec d'autres valeurs, les constantes auraient produit des résultats imprévisible, et ce n'est pas d'après le seul modèle que nous connaissons qu'on dira le contraire.

Comme dirait l'autre, si l'or était du plomb et le plomb de l'or, on ne serait pas plus riche pour autant... va savoir.