Graviton

[invite0aa04ae8]

Bonjour,

Je cherche des sources d'information sur les gravitons.
Avez-vous des sites récents de vulgarisation?
Quel est le niveau d'acceptation de la communauté scientifique?
Que se passe t'il lors de l'échange de gravitons entre 2 masses? Est ce que l'une en perd et l'autre en gagne? Est-ce que la Lune perd/gagne des gravitons vis à vis de la Terre?
Lorsque une fusée s'éloigne de la Terre, perd t'elle des gravitons? Les regagne t'elle lorsqu'elle revient sur Terre?

Merci beaucoup pour vos éclaircissements!

Jean
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[Deedee81]

Salut,

Je cherche des sources d'information sur les gravitons.

Le graviton est aux ondes gravitationnelles ce que le photon est aux ondes électromagnétiques.
Mais ça reste un objet hypothétique vu que la gravité quantique reste spéculative (on a plusieurs théories mais on manque de résultats expérimentaux pour trancher).

Avez-vous des sites récents de vulgarisation?

Un début peut-être : https://fr.wikipedia.org/wiki/Graviton
https://www.universalis.fr/encyclopedie/graviton/
une discussion : https://forums.futura-sciences.com/d...-graviton.html

Que se passe t'il lors de l'échange de gravitons entre 2 masses? Est ce que l'une en perd et l'autre en gagne? Est-ce que la Lune perd/gagne des gravitons vis à vis de la Terre?

C'est (ce "serait") analogue aux échanges de photons virtuels dans une interaction électrostatique.
L'échange de gravitons entre masse diminuerait leur énergie totale (énergie de liaison négative), l'énergie variant comme 1/r (r = distance entre les corps).

EDIT la diminution ce n'est pas "au cours du temps" mais par rapport à "en absence de gravitons" (ou par rapport à des masses très très très éloignées".
EDITbis :
Autre exemple : l'échange de gluons pour l'interaction forte, l'échange de mésons pi dans l'interaction nucléaire

Différences :
le graviton est de spin 2, de portée infinie (masse nulle) et interagit avec lui-même.
Le photon est de spin 1, de portée infinie et n'interagit pas avec lui-même.
Le gluon est de spin 1, asymptotiquement libre (l'énergie augmente avec la distance !), interagit avec lui-même (il est "coloré")
Le méson pi est de spin 0, de portée très courte (il est massif) et interagit avec lui-même.

[jacquolintégrateur]

Que se passe t'il lors de l'échange de gravitons entre 2 masses? Est ce que l'une en perd et l'autre en gagne?

Bonjour
Le "graviton" est une particule, pour l'instant, totalement hypothétique. Son acte de naissance date des années 50. Il a été, en quelque sorte, enregistré lorsque MM Pauli et First ont souligné l'analogie existant entre les équations de la Relativité Généralisée, à l'approximation linéaire, et celles de la particule de Spin 2 en Mécanique Quantique, laquelle , à cette époque, accouchait péniblement de la TQC. Voire: "Théorie Générale des Particules à Spin- Méthode de la Fusion ", Louis de Broglie, Gauthier Villars, Paris 1954. Page 176 et suite. La caractéristique du graviton est d'avoir un Spin égale à 2 (1/2, pour l'électron; 1, pour le photon). Il ne porte aucune charge électrique mais il transporte de l'énergie: h multiplié par la fréquence de l'onde de gravitation associée. Dans le cas de l'interaction gravitationnelle de deux masses, du point de vue quantique (mais la théorie complète reste entièrement à élaborer !!!), il y a échange de gravitons virtuels , (comme l'échange de photons virtuels censé décrire l'interaction de deux charges électriques). Les gravitons virtuels sont complètement inobservables et n'ont donc aucun réel statut ontologique. Pour observer des gravitons, comme pour les photons, il faut les chercher dans le rayonnement, ici, les ondes de gravitation. Comme les fréquences disponibles sont petites, dans le cas de la gravitation, l'énergie des gravitions non virtuels, s'il en est, est très faible et on peut craindre qu'une bonne partie de l'eau des océans ait repassé dans les fleuves lorsqu'on en observera !!! Pour l'instant, les gravitons ne servent strictement à rien !!
Cordialement

Mon message s'est croisé avec celui de Deedee81 qui apporte une information plus compète.

[Deedee81]

Mon message s'est croisé avec celui de Deedee81 qui apporte une information plus compète.

Pas seulement, je ne connaissais pas le côté historique

Quelques autres infos :
- Comme le dit jacquolintégrateur, il faudrait chercher le graviton dans les ondes gravitationnelles, tout comme Einstein le fit pour les ondes électromagnétiques dans son analyse de l'effet photo-électrique.
Le soucis est que pour les ondes gravitationnelles, il n'y a pas d'effet équivalent. Et de plus leur énergie est archi méga ultra rikiki. Et comme dit ci-dessus les fréquences des OG trop faibles.
Donc, en effet, on n'est pas prêt de les détecter.
- jacquolintégrateur parle de la TQC. C'est la théorie quantique relativiste des champs, c'est la mécanique quantique appliquée aux champs comme le champ électromagnétique.
Cette théorie souffre de difficultés techniques : l'apparition de valeurs infinies. La procédure pour éliminer ces infinis s'appelle renormalisation. Vue comme un artifice de cuisine au départ, elle a depuis été établie de manière très rigoureuse et trouvé des justifications physiques profondes à travers l'étude des phénomènes critiques et du groupe de renormalisation.
Soucis : dans certains cas, la renormalisation ne marche pas (elle n'élimine pas tous les infinis, sauf à introduire une infinité de paramètres arbitraires : la théorie ne prédit (presque) plus rien).
On dit alors que la théorie est non renormalisable.
Or, la TQC appliquée au champ gravitationnel linéarisé, c'est-à-dire la TQC avec gravitons, est non renormalisable !!!!!
La supersymétrie semble améliorer la situation, notamment avec le modèle SUGRA, mais la renormalisabilité complète n'est pas encore prouvée (bien que soutenue par certains auteurs).
et bien sûr on a tenté pleins d'autres choses : théorie des cordes, théorie de la gravitation quantique à boucles, théorie du super espace, twisteurs, triangulations causales dynamiques, calcul de Regge, topologie quantique et théories conformes, avec pleins de jolis mélanges de tout ça : sujet extraordinairement et colossalement vaste.

Sur tout ces termes un peu technique (normalisation, théorie des champs, etc...) voir wikipedia ou google est ton ami.

Comme tu vois, pour le graviton, si on veut vraiment bien comprendre, il y a déjà pas mal de choses à connaître avant. C'est un peu le sommet de la montagne

[A voir en vidéo sur Futura]

[albanxiii]

Pour voir un peu le graviton par le coté QFT, justement : https://www.odilejacob.fr/catalogue/...2738110381.php

Richard Feynman aborde ici la théorie de la gravitation de manière parfaitement originale. Au lieu de l'approche géométrique traditionnelle de la relativité générale, il démontre comment la construction d'une théorie consistante d'un champ de spin-2 denué de masse (le graviton) conduit inexorablement à la relativité générale d'Einstein.

[Deedee81]

Pour voir un peu le graviton par le coté QFT, justement : https://www.odilejacob.fr/catalogue/...2738110381.php

Attention ! Ce n'est pas de la vulgarisation. Ceci dit, c'est du Feynman, donc comme d'hab c'est extrêmement abordable, pédagogique et ça se lit presque comme un roman.
Ce que m'a confirmé le feuilletage du bouquin (que je n'ai pas lu)

[invite0aa04ae8]

Merci beaucoup pour vos réponses.
Je vais consulter les références de suite.

Bonne journée,
Jean

[invite0aa04ae8]

Pour ceux que ça intéresse, voici la vidéo d'une conférence sur le sujet donnée à l'université de Genève: https://mediaserver.unige.ch/play/92076

[Deedee81]

Salut,

Pour ceux que ça intéresse, voici la vidéo d'une conférence sur le sujet donnée à l'université de Genève: https://mediaserver.unige.ch/play/92076

Ah ! En français, ça change ! Le résumé est alléchant
Je ne sais pas l'écouter (pas internet chez moi et..... pas de son ici au bureau !!!!)
Mais ça peut intéresser pas mal de gens.

Merci,

[viiksu]

Je ne sais pas mais on se dit que tout in fine à une échelle suffisamment petite est quantique, donc la gravité aussi donc le graviton existe car nous connaissons et avons mesuré l'aspect ondulatoire et son deuxième visage de Janus c'est forcément le graviton comme pour l'électromagnétisme ondes radio et photons. C'est une certaine logique mais les logiques annoncées sont-elles toujours vraies?

[Deedee81]

Je ne sais pas mais on se dit que tout in fine à une échelle suffisamment petite est quantique, donc la gravité aussi donc le graviton existe car nous connaissons et avons mesuré l'aspect ondulatoire et son deuxième visage de Janus c'est forcément le graviton comme pour l'électromagnétisme ondes radio et photons. C'est une certaine logique mais les logiques annoncées sont-elles toujours vraies?

Le soucis c'est qu'on ignore exactement comment arriver à la gravité quantique. Hors, la gravité à des propriétés sommes-toutes assez différentes des autres interactions. Ce qui fait qu'il n'est pas garantit que la "bonne manière" de faire conduise au graviton. La gravité quantique pourrait être très différente de l'électrodynamique quantique et cet aspect corpusculaire pourrait être indétectable.

J'ai toujours eut l'intuition (mais c'est comme la "certaine logique", l'intuition, ça vaut ce que ça vaut) que le graviton s'il existe est si difficile à détecter que ce n'est que dans des conditions particulièrement extrêmes qu'il se manifeste physiquement. Des conditions si extrêmes (début du big bang, centre des TN) que le concept même de particule devient obsolète (comme presque tout le reste). J'insiste : ce n'est que mon impression, peut-être ou même probablement fausse.

[viiksu]

Je suis de ton avis sur ce point.

[Deedee81]

Je suis de ton avis sur ce point.

Mon intuition est guidée par plusieurs indices venant des boucles (et un peu des cordes) mais je peu être totalement à coté de la plaque. J'ai même l'impression que cet avis est minoritaire chez les théoriciens. En tout cas quand on voit le nombre qui parlent de gravitons !

[viiksu]

Le soucis c'est qu'on ignore exactement comment arriver à la gravité quantique. Hors, la gravité à des propriétés sommes-toutes assez différentes des autres interactions. Ce qui fait qu'il n'est pas garantit que la "bonne manière" de faire conduise au graviton. La gravité quantique pourrait être très différente de l'électrodynamique quantique et cet aspect corpusculaire pourrait être indétectable.

J'ai toujours eut l'intuition (mais c'est comme la "certaine logique", l'intuition, ça vaut ce que ça vaut) que le graviton s'il existe est si difficile à détecter que ce n'est que dans des conditions particulièrement extrêmes qu'il se manifeste physiquement. Des conditions si extrêmes (début du big bang, centre des TN) que le concept même de particule devient obsolète (comme presque tout le reste). J'insiste : ce n'est que mon impression, peut-être ou même probablement fausse.

Moi je trouve que tu as raison de douter.

[jacquolintégrateur]

Bonjour
Le pire est que la situation est, à peine meilleure pour les photons !!
Les photons ayant une masse nulle et, par suite, une vitesse égale à c, donc parfaitement déterminée ainsi que leur impulsion, leur position est complètement indéterminée, en vertu des relations d'incertitude: ils sont partout et nulle part !! Du moins ceci est vrai pour les photons du rayonnement. Ceux qui sont associés au champ proche (tel que celui produit par une prise à 50 pps), sont virtuels, c'est à dire inobservables !! Autant dire de purs intermédiaires de calcul sans réalité physique!! Dans le rayonnement, les photons n'existent que lors de leur émission (opérateur de création de la TQC) ou de leur absorption (opérateur d'annihilation de la TQC.-). Les photons ne se manifestent physiquement, guère que par les relations de quantification que leur présence impose: loi du Corps noir, effet photo-électrique. Mais les phénomènes correspondants restent , pour l'instant, inobservables pour la gravitation. Un peu avant sa mort, S. Hawking avait déclaré qu'il pensait que l'on ne pourrait peut-être pas élaborer une théorie quantique de la gravité, exempte de contradiction. Bien sûr, une possibilité ( en principe, valable pour toutes les théories quantiques) serait de suivre la piste tracée par de Broglie et Schrödinger lorsqu'ils cherchaient à décrire les particules par des régions "spéciales" d'une fonction d'onde non linéaire mais se réduisant à la fonction d'onde classique de Schrödinger, partout en dehors des régions spéciales. Ces théories n'ont pas tardé à s'empétrer dans des difficultés mathématiques incoersibles. Mais le coup de grâce leur à été donné par l'observation de la violation maximum des inégalités de Bell (expérience d'A.Aspect entre autres), laquelle violation obligerait à introduire des variables non locales !!
Bon. Consolons nous en pensant que nos enfants et petits enfants n'auront pas à se lamenter, tel Alexandre, de ce que leurs pères n'auront rien laissé pour leur gloire !!
Cordialement