Boucles et arbres, à la recherche d'une nouvelle physique. Le graviton gluant.

[Deedee81]

Bonjour,

Dans le dernier PLS il y a un article fort intéressant.
http://www.pourlascience.fr/ewb_page...ique-30408.php

Il concerne essentiellement de nouvelles méthodes de calcul plus performantes que les traditionnels diagrammes de Feynman ce qui est fort utile dans des réactions aussi complexes que celles observées avec le LHC.

Ils abordent aussi la supergravité et ont montré qu'elle était renormalisable au moins jusqu'à trois boucles contrairement à ce que l'on croyait.

Mais ils disent aussi quelque chose d'extraordinaire : tous les diagrammes avec gravitons sont équivalents (au moins pour les cas examinés) aux mêmes diagrammes mais avec deux gluons au lieu d'un graviton.

Ils n'en parlent pas mais ça donne une furieuse envie de franchir un pas : graviton = 2 gluons.

L'idée n'est peut-être pas si extravagante. Un gluon isolé n'existe pas (confinement dû à l'interaction forte). Par contre, une paire de gluons avec des couleurs complémentaires pourrait fort bien former un état lié de charge de couleur nulle. De plus un tel objet peut avoir une masse nulle (le gluon étant lui-même sans masse) et un spin 2.

Si c'est vrai, je trouve que c'est assez fantastique ! Mais ça me semble trop beau pour être vrai. C'est même peut être une énorme sottise (de ma part, j'insiste, les auteurs ne font pas explicitement cette association)

Quelqu'un ici connaitrait-il les travaux dont il est discuté dans cet article ? Et nous dire quelques mots sur cette "dualité" gravitons - paires de gluons ? Et ce qu'il/elle pense cette cette idée : graviton = paire liée de gluons ?
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[Deedee81]

Je viens de trouver des références à ça dans la théorie des twisteurs et dans la théorie des cordes (site du physicien Lubos Motl, accessible via http://fr.wikipedia.org/wiki/Lubo%C5%A1_Motl). Mais c'est, gasp, difficile à suivre/décortiquer. En tout cas pas sans des lectures attentives.

[Magnétar]

Bonsoir,

Ça m'étonne tout ça. En premier lieu en ce qui concerne la supergravité, je pensais qu'on disait qu'elle était renormalisable jusqu'à 6 boucles au moins (que 7 n'était pas démontré, mais que ce ne serait dû qu'à de "simples" problèmes techniques). Mais bon je ne connais pas bien du tout la supergravité n'étant pas très fana de ce genres d'approche.
En ce qui concerne le coup du graviton = 2 gluons, j'ai aussi quelques doutes. Ne serait-ce pas plutôt vrai dans la limite d'une théorie SU(N), N à l'infini ? Si oui, il faut savoir qu'il y a énormément de choses qui sont beaucoup plus simples dans cette limite.
Je n'ai pas accès à l'article, mais je suis sûr que des gens qui passent par ici de temps à autres en savent plus.

[kalish]

Et ben ça en fait des scoops. C'est quoi les méthodes mieux que les diagrammes de feynman?? De ce que j'en sais, la supergravité c'est plus ou moins les premiers pas vers les cordes, et les cordes étaient faites à la base pour décrire l'interaction forte, alors il y a peut-être un lien, reste à savoir si c'est dans le bon sens ou le mauvais. Peut-être est-ce une indication que les cordes sont la bonne piste, peut-être que ça veut simplement dire que les diagrammes sont équivalents sans que ça implique quoi que ce soit (possible?), cad que ça montre explicitement la même chose que ce qui a permis aux cordes de passer de la QCD à la gravité. Ma question: je pense qu'un état composite de deux gluons a déjà été envisagé, n'y a-t-il pas de la littérature à ce propos? Vu qu'il n'a pas de couleur il ne serait pas confiné? n'y aurait-il pas une polarisation? Je crois avoir déjà lu des histoires de gens qui pensaient que le graviton était la somme de deux photons également...mais ça doit pas coller du tout, ou alors il est les deux et plus encore, et juste une particule effective, qui aurait la possibilité d'être composé différemment mais d'avoir les mêmes propriétés quelle que soit sa composition. C'est possible ça?

[A voir en vidéo sur Futura]

[FlyingDeutschmann]

Je ne pense pas qu'un état lié à deux gluons pourrait modéliser un graviton pour les raisons suivantes (qui sont globalement sans fondement calculatoires, donc probablement discutables) :

Le graviton est stable, sans masse et neutre de couleur, du coup

Un état lié à deux gluons stables aurait forcément une masse non nulle du fait de l'énergie de liaison du système (j'avance ça avec les mains, peut-être que je me trompe ? Les glueballs ont une masse après tout...).
S'il est sans masse, stable et neutre de couleur, les particules interagissant fortement pourraient en émettre et ces paires de gluons n'auraient pas besoin de s'hadroniser pour aller loin : on aurait une version à longue distance de l'interaction forte (c'est mentionné dans la partie sur la QCD du bouquin de Griffiths)
Je m'avance grandement avec ce dernier point, mais l'interaction avec des gluons est fixée par la qcd et il est sûrement possible de mettre de grosses limites sur la masse de tels états liés, comme on peut mettre des limites sur les masses des hypothétiques diquarks (états liés instables à deux quarks qui ne sont pas singlets de couleur).

[kalish]

bons arguments.

[Deedee81]

Salut,

Désolé, je n'avais pas vu tout de suite les réponses.

Merci pour toutes ces précisions. Je tiens à dire que j'ai un peu extrapolé ce qui n'est après tout qu'un article de vulgarisation. Les auteurs ne disent pas nécessairement de bêtise.

Un état lié à deux gluons stables aurait forcément une masse non nulle du fait de l'énergie de liaison du système (j'avance ça avec les mains, peut-être que je me trompe ? Les glueballs ont une masse après tout...).

Je me disais que l'énergie de liaison pouvait être nulle sans perte de stabilité vu le confinement. Mais c'est totalement idiot car s'il n'y a pas d'énergie de liaison, il n'y a pas d'interaction et pas de confinement. Et puis, je n'avais pas pensé aux boules de gluons.

En tout cas vos arguments m'ont convaincu : je me suis trop avancé en lisant cet article. Domage, ça m'a fait rêver un instant

[Magnétar]

C'est quoi les méthodes mieux que les diagrammes de feynman??

http://arxiv.org/abs/1012.4493

Par exemple, ils se basent sur les propriétés analytiques des amplitudes pour trouver une base de fonctions rationnelles sur lesquelles développer ces mêmes amplitudes. C'est assez sympa, ça permet de réduire énormément les calculs et de réécrire les amplitudes en termes de nouvelles variables qui diminuent énormément la taille des formules (là ou ça tiendrait sur des pages en termes de variables de Mandelstam par exemple, ça tient plus que sur une ligne en utilisant les bonnes variables).

On peut aussi chercher du coté des techniques développées (entre autres) par David Kosower qui s'est servi de la théorie des cordes pour calculer des diagrammes de QCD. L'avantage de ça c'est qu'en TDC c'est la topologie du diagramme qui compte, ainsi les diagrammes qui ont même topologie mais sont différents en QCD sont en fait les mêmes d'un point de vue TDC, ainsi du peu que j'en comprends le principe, calculer un seul diagramme en TDC, une fois choisie la bonne limite, va correspondre au calcul de plusieurs (combien ? dizaine, centaine, millier ?) de diagramme en QCD. Et ça pour le coup ça ne m'étonnerait pas que ce soit proche de la limite à grand N des théories de jauge SU(N), justement, ça doit intervenir à un moment ou un autre.