La masse nulle de toutes les particules

[invite54165721]

A propos de la lumiere dont la vitesse dans l'eau est inférieure a c, les photons ont toujours une masse nulle ils interagissent simplement avec le champ de matiere qu'ils traversent. Et quand ils sortent de l'aquarium ils retrouvent leur vitesse c.
je dis ca car beaucoup de gens pensent que les électrons par exemple, ont sans doute été sans masse il y a tres longtemps (on parle de ces electrons sans masse dans la théorie de l'unification electrofaible) mais qu'ils ont acquis leur masse a une certaine époque et qu'ils l'ont inchangée depuis.
ca ne marche pas comme ca en fait. il y a toujours un champ de higgs qui continue d'interagir avec ces électrons sans masse.
le résultat de cette interaction est qu'on peut trouver des référentiels on l'on voit un électron immobile. et dire e = mc^2 pour un m donné. c'est comme le photon dans l'eau on peut trouver des référentiels on il apparait immobile on pourrait de la meme facon lui attribuer une masse. la difference c'est que l'electron ne peut jamais "sortir de l aquarium" le champ de higgs est partout.
La relativité seule est incapable de décrire l'ensemble du processus.
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[Amanuensis]

La relativité seule est incapable de décrire l'ensemble du processus.

La «relativité» seule est incapable de décrire un quelconque processus.

La RR n'est qu'un cadre géométrique, pas plus capable de décrire un processus qu'un plateau de théâtre sans sans décors ne peut décrire une pièce de théâtre. Et la RG est un cadre géométrique tel que la gravitation y apparaît géométrique (mais la RG ne décrit pas du tout le processus --si tant est que le terme soit applicable -- par lequel l'énergie-quantité de mouvement affecte le tenseur de courbure).

[invite54165721]

et de la meme facon la théorie quantique des champs n'offre une autre vue elle aussi partielle.

je reviens a mon sujet. les electrons et les muons ne different que par leur masse. il fut un temps ou leur masse etait nulle.
ne different ils actuellement que par des valeurs différentes de constantes de couplage du champ de higgs au champ unique de départ de ces fermions?

[invite54165721]

Du coup je me demande s'il y a vraiment 3 générations de leptons (ou de quarls) mais pas une seule le chiffre 3 étant plutot a chercher du coté du champ de higgs.

[A voir en vidéo sur Futura]

[0577]

Bonjour,

Du coup je me demande s'il y a vraiment 3 générations de leptons (ou de quarls) mais pas une seule le chiffre 3 étant plutot a chercher du coté du champ de higgs.

Avant brisure spontanée de la symétrie électrofaible par le champ de Higgs, le groupe de jauge du modèle standard est SU(3)xSU(2)xU(1). Les leptons et quarks forment une représentation de ce groupe. Il y a 3 générations au sens où les multiplicités des représentations irréductibles présentes dans cette représentation sont toutes égales à 3. Cet argument est indépendant du champ de Higgs. Mais si on oublie le champ de Higgs, il n'y a pas de décomposition naturelle de cette représentation en une somme directe de trois représentations identiques: il y a une symétrie globale U(3) permutant ces décompositions, et donc pas de notion intrinsèque de quarks up versus down... Le couplage au champ de Higgs (responsable pour la masse) donne une décomposition des quarks et des leptons. La manière précise dont la décomposition donnée par le groupe de jauge est reliée à la décomposition donnée par le couplage au champ de Higgs est assez subtile et donnée par la matrice CKM pour les quarks et PMNS pour les leptons.

[invite54165721]

les dimensions des espaces sur lesquelles agissent les representations des groupes sont liées aux valeurs possebles de la charge
pour SU(3) ce sont les trois couleurs r v b de la chromodynamique et le 1 de U1 est en rapport avec la charge électrique.
je ne vois pas le rapport avec le nombre de générations.
il me semble qu'il n'y aurait pas a changer le groupe du modele standard s'il n'y avait qu'une génération sans muon ni tau ni saveurs s c b u.
la seule chose dont je ma souviens c'est qu'un nombre excessif de génération serait en contradiction avec l'observation mais je ne sais plus pourquoi.

autre oubli il me semble qu'un japonais avait proposé des relations entre les masses des particules des differentes générartions.
quelqu'un connait?

[0577]

Bonjour,

il me semble qu'il n'y aurait pas a changer le groupe du modele standard s'il n'y avait qu'une génération sans muon ni tau ni saveurs s c b u.

En effet. Je n'ai pas écrit que le groupe de jauge fixait le nombre de générations, mais que avoir n générations signifiait que la représentation totale du groupe de jauge sur les quarks et leptons était une somme de n représentations identiques.

[invite54165721]

et mon peut etre japonais ca ne te dit rien?

[stefjm]

Bonjour,
Si, ça me dit quelque chose : C'est sans doute Koide.

J'en avais causé ici :

http://en.wikipedia.org/wiki/Koide_formula

Bonsoir,

Étonnant non?

http://en.wikipedia.org/wiki/Koide_formula



Les masses du tau, du muon et de l'électron.

Y-a-t-il un début d'explication?

Cordialement.

et ici la suite
Intéressant à écrire sous forme de fraction continue :





Et si la nature était tout simplement rationnelle?
Que des 1 par défaut et des deux pour l'excès.
Les valeurs élevées des termes suivants (6666 et 47618) montrent que ce sont de très bonnes approximations rationnelles.

[invite54165721]

super et il est bien japonais comme je le pensais.
c'est de la numérologie ou il propose un début de théorie?

[invite54165721]

j'ai vu qu'on parle de triplets de koide aussi pour des quarks. mais ca éloigne un peu du sujet
dans un lagrangien une masse est assignée a un champ s'il y a un terme
dans le cas de l'interaction d'un champ sans masse comme celui de l'électron original on a un terme d'interaction avec le champ scalaire de higgs il s'écrit avec un e comme electron
ca peut etre lu comme un terme de masse en écrivent
si on a deux autre termes différent simplement par le valeur de la constante de couple G pour le muon et le tau ca donne les masses du muon et du tau a partir du meme champ sans masse

[stefjm]

super et il est bien japonais comme je le pensais.
c'est de la numérologie ou il propose un début de théorie?

Je ne sais rien de plus que ce nous avions regarder en 2010 sur le fil que j'ai cité.
Avec un peu de chance, il y du nouveau?

[invite54165721]

personne n'a remis en question ce que j'ai écrit dans la premier post
il y a pourtant quelque chose de bizarre
prenons un photon avant de rentrer dans le bocal rempli d'eau. son énergie vérifie
et d'ailleurs a la sortie du bocal ce sera encore vrai.
dans l'eau sa vitesse est inférieure a c. son impulsion est elle toujours la meme pour vérifier l'équation ou est elle inférieure?
pendant son passage dans l eau peut on écrire
avec une masse acquise pendant son interaction avec l'eau comme pour les particules avec le champ de Higgs?
conservation de l'impulsion du photon ou pas?

[Archi3]

c'est pire que ça : la relation de dispersion s'accompagne aussi toujours d'une absorption, et donc "l'énergie" et "la masse" ont une composante imaginaire ...

[Amanuensis]

Le fond de l'erreur est de considérer les «photons» comme des particules identifiées individuellement qui traverseraient le bocal.

Difficile de faire admettre qu'on ne peut pas traiter les quanta du champs électro-magnétique comme ça, malgré répétition après répétition.

[invite54165721]

j'admets tout a fait que tu rejette ce qui n'était qu'une analogie avec les photons dans un bocal. mais le sujet n'est pas la.
le sujet c'est le modele standard. et ce qui ne fait jamais l'objet de discussins répétives, je parle de la facon dont il décrit toute les particules a l'époque ou elles étaient sans masse.
et le fait que la masse est un phenomene issu d'une interaction qui est toujours a l'oeuvre.
je serais ravi que ce theme devienne récurrent meme ad nauseum.
des commentaires sur le lagrangien avec le champ de higgs seraient bienvenus.

[coussin]

Le modèle standard, "avant champ de Biggs", ne disait pas que toutes les particules étaient sans masse. Il disait que ces masses, non nulles, ne "sortaient" pas naturellement du modèle et étaient donc des paramètres libres, à mettre "à la main".

[0577]

Bonjour,

prenons un photon avant de rentrer dans le bocal rempli d'eau. son énergie vérifie
et d'ailleurs a la sortie du bocal ce sera encore vrai.
dans l'eau sa vitesse est inférieure a c. son impulsion est elle toujours la meme pour vérifier l'équation ou est elle inférieure?
pendant son passage dans l eau peut on écrire
avec une masse acquise pendant son interaction avec l'eau comme pour les particules avec le champ de Higgs?
conservation de l'impulsion du photon ou pas?

En électromagnétisme classique, une onde plane se propageant dans un milieu matériel à vitesse 1/n (je fait c=1 et donc n est l'indice de réfraction) contient un facteur où le vecteur d'onde et la pulsation sont reliés par la relation de dispersion (pour simplifier je néglige le phénomène d'absorption rappelé par Archi3).

La particule quantique associée à une telle onde, qui est une sorte de quasi-particule, ou "photon effectif", excitation du système champ électromagnétique plus milieu matériel, a une énergie et une impulsion . En
particulier, il satisfait . Cette relation n'est pas de la forme , il est donc incorrect de dire que le "photon effectif" est massif. En fait, la relation satisfaite par le "photon effectif" n'est pas invariante sous transformation de Lorentz, ce qui n'est pas étonnant puisque la présence du milieu matériel brise l'invariance de Lorentz.

Bien sûr, la description en termes de champ électromagnétique classique ou de "photon effectif" est une description effective "macroscopique" qu'il ne faut pas confondre avec la description "microscopique" en termes de particules élémentaires. Il faut tout d'abord souligner, comme rappelé par Amanuensis, que la relation entre champ électromagnétique et photons est subtile. En particulier, un état quantique du champ électromagnétique approchant une configuration classique n'a pas un nombre de photons bien défini mais est une superposition quantique d'états à nombre de photons bien défini. Pour comprendre l'interaction d'un tel état avec un milieu matériel, il faut sommer les amplitudes associées à chacun des états à nombres de photons bien définis. Ce qui "se passe" au niveau microscopique n'est donc pas un photon ayant une vitesse modifiée mais une superposition quantique de photons continuellement absorbés et émis par les électrons du milieu matériel.

L'analogie avec le mécanisme de Higgs est donc problématique aux deux niveaux, "macroscopique" et "microscopique". Au niveau "macroscopique", on a un "photon effectif" qui n'est pas massif et dont la relation de dispersion n'est pas invariante de Lorentz, alors qu'avec le mécanisme de Higgs on a une particule massive et l'invariance de Lorentz est préservée (un champ scalaire constant est invariant sous transformation de Lorentz, ce qui n'est pas le cas d'un milieu matériel ordinaire). Au niveau "microscopique", les photons sont constamment absorbés et émis alors que dans le mécanisme de Higgs, on a une particule qui interagit constamment avec le champ de Higgs (version technique: la terme d'interaction photon-électron est linéaire en le champ électromagnétique, alors que le terme d'interaction particule-champ de Higgs est quadratique en le champ de la particule).

Une analogie correcte du mécanisme de Higgs en électromagnétisme est donnée par un superconducteur. Les paires de Cooper forment un champ scalaire effectif, rendant les photons effectivement massifs dans un superconducteur (ce qui est une manière de voir pourquoi un champ électromagnétique ne peut pas pénétrer dans un superconducteur).

[0577]

Correction: en français, on dit supraconducteur (mais c'est superconductor en anglais).

[invite54165721]

j'ignorais cette analogie avec les paires de cooper et qu'on y parlait de champ scalaire
merci

[invite54165721]

une petite question sur les paires de cooper. existe t il pour ce phenome de massification des photons par les paires de cooper
un lagrangien ou hamiltonien avec un terme du genre (ou est un champ scalaire associé a une paire de cooper), qui peut etre lu comme un terme de masse pour le photon?

[0577]

une petite question sur les paires de cooper. existe t il pour ce phenome de massification des photons par les paires de cooper
un lagrangien ou hamiltonien avec un terme du genre (ou est un champ scalaire associé a une paire de cooper), qui peut etre lu comme un terme de masse pour le photon?

Dans le mécanisme de Higgs, il y a deux façons d'acquérir une masse:

1) pour un fermion \psi, par un couplage direct au champ de Higgs de la forme g \phi \psi \psi (couplage de Yukawa).

2) pour un champ de jauge A tel que \phi est chargé par rapport à A. Le fait que \phi est chargé par rapport à A signifie que le terme cinétique |d\phi|^2 est remplacé par |d_A \phi|=|d\phi + g A \phi|^2 qui contient un terme de la forme g A^2 \varphi^2, qui produit un terme de masse pour A si \varphi a une valeur moyenne non-nulle dans le vide.

Dans le modèle standard, 1) est responsable pour la masse des quarks et des leptons, alors que 2) est responsable pour la masse des bosons W et Z.

En supraconductivité, la manière effective dont le photon acquiert une masse est analogue à 2): les paires de Cooper, étant formées de deux électrons, sont électriquement chargées et leur condensation dans le vide produit une masse pour le photon analogue à 2).

Référence: théorie de Ginzburg-Landau.

[invite54165721]

grace a cette réponse je viens de découvrir la difference entre \phi et \varphi et