Bonjour tous le monde,
Récemment le boson de higgs, cette particule qui expliquerait la masse de la matière, a fait fureur dans la communauté scientifique. Mais savons nous pourquoi les particules sont chargés électriquement, sinon existe t-il des théories ?
Merci d'avance !
Élève en filière scientifique, 16 ans, passionné de physique
Bonjour,Envoyé par msfts0
En physique il n y a de pourquoi.
La charge électrique est un ingrédient mathématique qui sert a decrire les interactions electromagnétiques entre particules. Il n y a donc aucun mystére. Par contre il y a une problématique liées aux charges est qu il n y a aucun raison qu elle ne soit pas quelconques.
D'après votre réponse, on ne peut expliquer pourquoi la matière à une masse, il s'agit seulement d'un ingrédient mathématique toujours positif qui indique la quantité de matière. Or le boson de Higgs est bien présent dans la tête de certains chercheur. D'après ce résonnement, on peut imaginer qu'un fait explique les charges non ?
Élève en filière scientifique, 16 ans, passionné de physique
Bonjour,
Tout d'abord il faut comprendre que la charge des particules n'a pas un besoin aussi pressant d' "explication" que la masse des particules. Ce qui posait problème avec les masses des particules fondamentales c'est qu'elles violaient une symétrie, jusqu'à ce qu'on propose le mécanisme de Higgs selon lequel la symétrie n'était plus vraiment brisée. Or il n'y a pas de problème équivalent avec la charge électrique. Entre parenthèses, il faut rappeler que le mécanisme de Higgs n'explique qu'une petite portion de la masse de la matière, l'essentiel de la masse de la matière vient de celle des nucléons qui est surtout de l'énergie de liaison d'interaction forte.
Cela n'empêche pas de se poser des questions sur l'origine de la charge électrique : comment se fait-il qu'elle soit quantifiée (toutes les particules connues ont des charges multiples entiers de la charge du quark down), ou aussi, peut-on expliquer la charge à partir d'autres propriétés fondamentales ? Il y a eu au moins une ancienne théorie tentant d'y répondre, celle de Kaluza-Klein qui a imaginé qu'il puisse exister une quatrième dimension spatiale enroulée sur elle-même et de rayon minuscule (on dit compactifiée) pour expliquer qu'on ne la voie pas, dans laquelle les forces mascroscopiques se réduiraient à de la pure gravitation au lieu des habituelles gravitation (reliée à la masse) + électromagnétisme (relié à la charge). Dans cette théorie on découvre qu'une particule de masse nulle et de charge nulle en 3+1 dimensions spatiales, se comporte de manière effective en 3 dimensions spatiales comme une particule de masse non nulle et de charge électrique non nulle dépendant de sa vitesse à travers de la dimension enroulée. Ainsi on explique la charge comme venant fondamentalement de la vitesse transverse et n'étant pas une propriété nouvelle, on explique sa quantification, et on explique même la masse elle-même comme venant aussi de la vitesse transverse. Malheureusement la théorie de Kaluza-Klein ne fonctionne pas en pratique, mais je pense que l'effort mérite quand même d'être mentionné, d'autant qu'on peut la généraliser aux forces microscopiques (interactions nucléaires forte et faible) en ajoutant encore des dimensions supplémentaires, et que ses avatars modernes modifiés restent à la mode dans la recherche à cause de la théorie des cordes qui prédit effectivement plus de trois dimensions spatiales...
Bonjour,
Les questions ne sont pas du tout de même nature.
On explique bien les niveaux d energies d un atome a l aide de la MQ. La masse des particules c'est egalement une question de niveaux d'energies ( E= m.c2) et donc la question est légitime de trouver une explication. Le méçanisme de Higgs est l'explication qui convient. A noter que la valeur des masses est remplacée par des constantes de couplage, ce qui veut dire que l on a simplement déplacé le probleme.
A contrario le concept de charges électriques provient directement de l expérience, c 'est donc un fait dont le caractere central a été confirmé théoriquement comme étant au coeur de toutes les interactions. Par contre l énigme est pourquoi ces charges sont-elles quantifiées?
Il y a une explication grace au groupe de jauge SU(5) mais cette explication n'est pas retenue.
Je vous remercie tout deux pour les réponses. Mais la seconde me parait plus approprié et complète, QuarkTop vous avez eu raison d'exposer cette théorie malgré tout... Je la trouve vraiment intéressante. Et même si je conçoit que l'explication de la charges des particules soit d'une importance moindre que celle de la masse, elle n'en ai pas moins intrigante. Peut être qu'il n'en existe pas, mais la science est un dialogue ouvert, tout questionnement est bon à étudier, du moins à mon sens...
Élève en filière scientifique, 16 ans, passionné de physique
D'après vous donc, ma question est de même ordre que "Pourquoi la vitesse de la lumière est constante ?" non ? On ne pourra apporter de réponse, c'est ainsi point! Dans ce cas, je n'aurai pas de réponse, je dois l'admettre.
Élève en filière scientifique, 16 ans, passionné de physique
Non pas du tout, l' "explication" de la charge électrique c'est une question parfaitement légitime qui est un sujet de recherche au-delà du modèle standard. Seulement il faut bien comprendre ce qu'on entend par "explication". Tout ce que le mécanisme de Higgs fait pour "expliquer la masse", c'est d'expliquer pourquoi la masse des particules fondamentales a le droit de ne pas être nulle, mais sans prédire la valeur de ces masses, comme l'a expliqué mariposa, elles restent des paramètres libres tirés uniquement de l'expérience, comme les valeurs des charges. Pour les charges on n'a pas besoin de l'équivalent du mécanisme de Higgs pour expliquer qu'elles soient non nulles.
Mais, pour les charges comme pour les masses (et d'autres paramètres), on aimerait avoir une théorie physique qui soit capable de calculer théoriquement leurs valeurs "à partir de rien" au lieu de simplement les mesurer expérimentalement. Cela nous rapprocherait de ce qu'on appellerait une théorie du tout, sans paramètre libre, dans la mesure où cela a un sens... La théorie de Kaluza-Klein a été une telle tentative, ratée, de prédire théoriquement les valeurs des charges et des masses à partir d'un nombre plus petit de paramètres libres mesurés expérimentalement. Les théories de grande unification comme celle basée sur SU(5) tentent aussi de réduire le nombre de paramètres libres, par exemple en disant qu'il n'y a fondamentalement qu'une force unifiée au lieu des trois forces forte, faible et électromagnétique donc une seule constante de couplage pour les trois forces.
(Je n'en dirai pas plus ici sur le sens qu'on peut donner à une vitesse de la lumière variable car en fait c'est une question assez subtile qui mériterait ses propres discussions...)
Absolument.
Dans l etat actuelle des connaissances on considere que c'est un fait.
Si on veut une explication spéculative on pourrait dire que l'espace- temps et ses propriétes émergent avec le big-bang a la façon d'un transition de phase ( une brisure d'un groupe de symétrie)
Oui, je pense comprendre ! Merci en tout cas !
( A vrai dire je me pose aussi des question sur la vitesse constante de la lumière mais j'ai pris cette exemple car j'avais lu un, dans un forum, qu'on ne pouvait pas l'expliquer...)
Élève en filière scientifique, 16 ans, passionné de physique
Je vois, mais ne trouvez vous pas insuffisant de ce dire ça ? La curiosité nous pousserez à vouloir savoir ce pourquoi du comment ! Personnellement, je trouve insatisfaisant le fait de ce dire que c'est comme ça et c'est tout ! Enfin c'est mon avis...
Élève en filière scientifique, 16 ans, passionné de physique
Bonjour
c'est clair que c'est satisfaisant de savoir pourquoi ça marche, mais ça ne change rien au comment ça marche.
Si j'avais encore ton âge je me plongerais avidement dans la recherche du "comment" en espérant voir le jour où une théorie m'explique enfin "pourquoi" c'est ainsi et pas autrement.
A mon avis, tu a bien plus de chance de voir ce jour que nous.
L'electronique, c'est fantastique.
Bonjour à vous,
Chercher et comprendre le "comment", c'est exactement ce que je fais à travers les livres, les reportages et les cours ! De ce fait découle les "pourquoi", chaque réponses m'apportent de nouvelles questions, ainsi je me retrouve face à des réflexions et des questionnement comme celui du sujet du poste ! Et comme vous le dite, je n'ai qu'à attendre un théorie adéquate !
Élève en filière scientifique, 16 ans, passionné de physique
