Masse nulle

[invite6440bef2]

Bonjour, je ne comprend pas bien le principe de masse nulle de certaines particules, je pense que mon raisonnement contient évidemment une erreur :
J'ai plusieurs questions :

Tout d'abord, j'ai entendu parler du principe "d'incertitude d'Heisenberg", (si j'ai bien compris) : on ne peut pas connaître la vitesse ET la position d'une particule quelconque en même temps car pour connaître sa position il faut l'éclairer et donc modifier sa trajectoire et donc sa vitesse (mauvaise vulgarisation ?? :/ ). Eclairer = bombarder de photons, mais les photons ont une masse nulle (théoriquement) donc aucune énérgie cinétique (pour pousser c'est donc difficile), pas de masse ni de vitesse(je pense avoir compris ce point, il doit donc être faux). Je ne comprend d'ailleurs pas non plus pourquoi les photons (la lumière dans ce cas) change de trajectoire lorsqu'il passe près d'un objet ayant une masse énorme (ex : toru noir) alors que s'ils n'ont pas de masse ils ne subissent pas la gravité GmM/r2 (ou peut être est-ce dûe à "la déformation de l'espace temps"??)
Comment me l'expliquez vous dans ce cas ?
Et puis ensuite comment se fait-il qu'un corps sans masse puisse avoir une vitesse, (ou plutôt, être animé d'un mouvement quelconque), il devrait peut-être se désintégrer en un instant non ? (attention grosse betîse ?, âme sensible fermez les yeux) : plus on a de masse plus on doit dépenser d'energie pour accélerer, mais si on a pas de masse on ne dépense pas d'energie, donc logiquement (syllogisme ??) ça m'amene à penser que l'on a une vitesse infinie (je ne dis pas que l'on peut dépasser la vitesse de la lumière, mais que je ne comprend pas 'particule sans masse'

Voila, merci, j'éspère que vous comprendrez ce que je n'ai pas compris !!
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[Amanuensis]

Bles photons ont une masse nulle (théoriquement) donc aucune énérgie cinétique (pour pousser c'est donc difficile)

C'est cela qui est faux. Les photons ont une quantité de mouvement et une énergie cinétique non nulles. Pousser avec des photons est d'ailleurs à la base des voiles solaires par exemple.

s'ils n'ont pas de masse ils ne subissent pas la gravité GmM/r2 (ou peut être est-ce dûe à "la déformation de l'espace temps"??)

Deux manières de voir les choses depuis l'avènement de la gravitation d'Einstein: 1) ce qui intervient dans la gravitation est l'énergie et pas la masse (l'énergie-quantité de mouvement pour être plus précis) ; or les photons ont une masse nulle mais une énergie non nulle ; 2) toute particule en chute libre suit une trajectoire déterminée par la courbure de l'espace-temps, et cela n'est pas nécessairement une ligne droite, même pour une particule de masse nulle.

mais si on a pas de masse on ne dépense pas d'energie, donc logiquement (syllogisme ??) ça m'amene à penser que l'on a une vitesse infinie

On peut le voir comme cela, en modifiant avec l'idée que "l'infini" (au sens limite) pour une vitesse, c'est c.

[invite6440bef2]

Ah d'accord, je vais donc de ce pas aller réviser le concept de quantité de mouvement ! Merci pour votre réponse
sur la vitesse limite, mais il y'a encore une chose que je voudrais demander : en est-on sûr ? de plus, certaines sources indiquent que le photon a une masse qui tend vers zero ?

[Deedee81]

Salut,

Disons plutôt que le photon a une masse nulle en conformité avec toutes les mesures et avec la théorie.

Toutefois, aucune précision des mesures n'est jamais infinie. Il n'est donc pas totalement exclut que le photon aie une masse minuscule (vraiment très minuscule). Mais ce serait une sacrée surprise.
Mais il ne faut jamais dire jamais (après tout, on a longtemps cru que les neutrinos étaient sans masse), mais il ne faut pas non plus trop spéculer sur l'infinité des possibilités qu'on n'a pas découvert et qu'on pourrait peut-être découvrir. Il y a déjà assez de travail comme ça

Il y a deux autres particules de masse nulle : le gluon (interaction forte) et le graviton (gravité, encore hypothétique).

[A voir en vidéo sur Futura]

[doul11]

Bonsoir,

A propos de la masse du photon d'un point de vue théorique et expérimental :

Je voudrais mentionner une anecdote, datant d'une
conversation lors d'un cocktail parisien il y a quelques annees. A un certain
moment, toutes les femmes ont mysterieusement disparu, et je me suis retrouve
face a un celebre professeur, solennellement assis dans un fauteuil, entoure
par ses etudiants. Il me demanda, "Dites moi, professeur Feynman, a quel point
etes-vous sur que le photon n'a pas de masse ?". Je repondis "Et bien, cela
depend de la masse ; evidemment, si la masse est infiniment petite, de telle
sorte qu'elle n'ait pas le moindre effet observable, je ne pourrais pas
prouver qu'elle n'existe pas, mais je serais heureux de discuter de
l'impossibilite d'une masse de valeur donnee. Ma condition sur la regle du jeu
est qu'une fois que je vous aurez donne mes arguments a l'encontre d'une telle
masse, vous n'en changiez point la valeur." Le professeur choisit alors une
valeur d'un millionieme de celle de la masse de l'electron.

Ma reponse fut que, si nous sommes d'accord que la frequence du photon est
liee a sa masse par la relation de dispersion ,
alors des photons de differentes longueurs d'onde voyageraient a des vitesses
differentes. Alors en observant l'eclipse d'un systeme d'etoiles doubles, qui
serait suffisamment lointain, nous observerions les eclipses bleue et rouge a
des temps differents. Puisse que nous n'observons rien de tel, nous pouvons
obtenir une valeur superieure a la masse du photon qui se trouve etre de
l'ordre d'un milliardieme de la masse de l'electron. La reponse fut traduite
au professeur. Alors il voulut savoir ce que j'aurais dit s'il avait choisit
un millionieme de millionieme de la masse de l'electron. L'etudiant traducteur
etait embarasse par la question, et je protestai que c'etait contre la regle,
mais accorda d'essayer a nouveau.

Si les photons ont une faible masse, egale pour tous les photons, on s'attend
a des differences relatives plus larges par rapport au comportement sans masse
pour les longueurs d'ondes plus grandes. De telle sorte qu'a partir de la
finesse connue des reflections de pulsations radar, nous obtenons une valeur
superieure legerement meilleure que celle obtenue avec l'argument des etoiles
doubles. Il se trouve que cette limite est a un milliardieme de millionieme de
la masse de l'electron.

A ce moment, le professeur voulut changer sa valeur de la masse a nouveau,
pour un milliardieme de milliardieme de la masse de l'electron. Les etudiants
devinrent assez mal a l'aise, et je protestai que s'il continuait a violer la
regle, il etait evident que je finirais a court d'arguments. Neanmoins,
j'essayai a nouveau. Je lui demandai s'il etait d'accord qu'une masse pour le
photon produirait un potentiel de Yukawa en Il fut
d'accord. La Terre possede un champ magnetique statique dont on sait qu'il
s'etend dans l'espace sur une certaine distance, a partir du comportement des
rayons cosmiques, au moins de l'ordre de plusieurs fois le rayon de la Terre.
Cela signifie que la masse du photon doit etre inferieure a celle
correspondant a une longueur de decroissance de quelques 13000 km, soit un
centieme de milliardieme de milliardieme de la masse de l'electron. La
conversation prit fin a ce moment, a mon plus grand soulagement.

De R. Feynman.

[Deedee81]

Salut,

C'est excellent ça. Non seulement pour le coté anecdote mais aussi pour les méthodes utilisées.

Merci,

[invite7ce6aa19]

Salut,

C'est excellent ça. Non seulement pour le coté anecdote mais aussi pour les méthodes utilisées.

Merci,

Bonjour,

Je n y avais jamais pensé et c'est l'argument qui tue. Aparemment il fallait s'appeler Feymann pour trouver un tel argument.

On peut sans risque affirmer que la masse est strictement nulle.

[albanxiii]

Bonjour,

Ce texte de Feynman est extrait du livre "Leçons sur la gravitation".

@+