Comment un électron peut-il avoir une masse ?
Bonjour,
Comment un électron peut-il avoir une masse, si par ailleurs du fait de la dualité onde-corpuscule, il peut exister sous forme
d'"onde de matière" ?
L'onde de matière n'a pas d'inertie, tandis que la particule en a nécessairement une.
Cordialement,
Dualité onde/corpuscule? Y aurait pas confusion avec le photon?
Bonjour,
Que ce soit sous forme d'ondes ou de corpuscule, dès qu'il y a de l'énergie, il y a de la masse... E=mc²
Et roubidou, les électrons, tout comme les photons (et toutes les autres particules) peuvent se comporter comme des ondes (cf le microscope électronique)
Why, sometimes I've believed as many as six impossible things before breakfast
heuun non!Envoyé par Resartus
m=0 pour le photon.
mais ok pour le "roubidou"....
message supprimé
Dernière modification par yves95210 ; 11/11/2019 à 19h02. Motif: croisement
Bonjour,
@ Ansset, puisqu'il faut en effet réserver aujourd'hui le terme masse à ce que les anciens appelaient masse au repos, appelons "inertie" le rapport E/c², qui existe bel et bien pour toutes les ondes/corpuscules
Why, sometimes I've believed as many as six impossible things before breakfast
Un électron peut se comporter comme une onde OU comme une particule selon les cas. Il a donc les propriétés de l'une ou de l'autre.
Not only is it not right, it's not even wrong!
Justement la question que je me pose est de savoir si on peut attribuer une inertie à l'électron lorsqu'il se trouve sous forme d'onde.
Je conçoit qu'il participe à l'inertie de l'atome, du fait de l'équivalence entre l'énergie et la masse.
Mais j'ai plus de mal à imaginer une compatibilité entre l'indiscernabilité de l'électron autour du noyau et le fait qu'il aurait une inertie le long d'une trajectoire définie.
J'ai plus de facilité à concevoir l'expérience de la gomme quantique à choix retardé, à partir d'une énergie non-locale et sans inertie, qui puisse au dernier moment choisir d'interférer ou pas, que d'imaginer cela à partir de l'interprétation de Bhom, où la particule a une trajectoire déterminée par son onde pilote.
Question : Comme fait-on pour interpréter l'expérience des fentes de Young à choix retardé, à partir de la théorie de Bhom, avec des particules qui ont des trajectoires déterministes, une masse et donc une inertie ?
Cordialement
Dernière modification par sunyata ; 11/11/2019 à 19h36.
Je ne vois pas où est la magie de cette expérience car le photon soit passe par B ou C pour arriver à l'écran I (*), il n'y aura jamais d'interférence tant qu'il y'a pas croisement des photons ...(**).
(*)https://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3...ce_Sculley.png
(**)https://youtu.be/_kGqkxQo-Tw?t=2710
En d'autres termes d'A.Aspect, pas de recombinaison des 'trajectoires' = pas d'interférence .(L'interféromètre de Mach-Zehnder)
l'écran I n'est qu'un détecteur de particules qui viennent d'un côté ou de l'autre .
Dernière modification par azizovsky ; 11/11/2019 à 21h26.
Il me semble que ce qui gène sunyata, ce ne sont pas les photons, mais les particules "massiques" telles que l'électron.
Or, l'équation de Schrödinger est valable pour toute particule élémentaire. ( et donc la dualité onde-particule ).
https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89...hr%C3%B6dinger
Et concernant les interférences ( type fentes d'Young ) l'expérience a bien eu lieu avec des positrons.
https://www.futura-sciences.com/scie...sitrons-45208/
Sunyata, dans les "petites" classes (L1-L2), on apprend que les solutions de l'équation de Schrodinger pour les hydrogenoides sont des ondes stationnaires, et on utilise pour calculer ces solutions le potentiel coulombien du noyau, la charge de l'electron et sa masse. On apprend aussi que ces solutions permettent de prédire parfaitement les spectres de raies des hydrogenoides.
Idem quand on veut prédire la figure de diffraction de l'expérience d'Young, la masse de l'electron (ou autre, on sait faire avec des trucs aussi gros qu'un fullerene) entre en jeu.
Pour que le modèle fonctionne, il faut que l'electron possède une masse. Si la masse est nulle, l'équation de Schrodinger devient indéfinie car la masse intervient au dénominateur de l'opérateur énergie cinétique.
L'electron, même considéré comme une onde, doit posséder une masse.
m@ch3
Never feed the troll after midnight!
Salut,
Ta question laisse sous-entendre que l'électron est parfois une onde, parfois un corpuscule. Mais c'est faux. Il est toujours la même chose : un électron.
Il a à la fois un comportement corpusculaire ou ondulatoire et ce n'est que la situation qui montre l'une ou l'autre facette.
Et bien sûr une onde peut avoir une masse. Une onde étant juste la variation d'une grandeur dans l'espace et au cours du temps, il n'y a pas contradiction.
Ben c'est normal que tu aies du mal. Tu compares des situations qui n'ont rien à voir. Et l'électron autour d'un atome, bien qu'ayant une position fortement étalée, a aussi une inertie.
Attention de ne pas coller des images classiques sur un objet quantique : ça ne marche pas. Et si l'électron est aussi une onde, ce n'est certainement pas une onde classique comme une vague.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
C'est un peu flou comme formulation, mais une simple analogie à l'Hamiltonienne: il y'avait le principe de Fermat pour l'optique et de Maupertuis pour la mécanique, dans l'optique, il y'a deux vitesse, vitesse de phase (u) et vitesse de groupe (v), par 'analogie' Hamilton cherchait une vitesse de phase pour les particules massives, il a trouvé que v.u=E/m (70 ans avant Einstein, son équivalent optique uv=c²), il a dit que la mécanique Newtonienne est une limite pour quelque chose qu'il ne pouvait pas définir...(91 ans avant l'avènement de la MQ ), comme l'est l'optique géométrique par rapport à l'optique ondulatoire .
l'équivalent de la phase d'une onde c'est l'action (pour une simple onde plane).
ou
pour la première
pour la deuxième , on doit avoir la même 'proportionnalité' pour que les deux représentation soit cohérentes :
les deux ne reflètent que l'hypothèse de De Broglie.
on voit que que
Ce n'est qu'une analyse heuristique pour appréhender les choses à l'hamiltonienne .
on revient sur ses pas pour consolider la bâtisse, soit en maths ou en physique .....
Salut,
J'ai du mal à voir le sens physique pour expliquer avec ça la masse de l'électron, une explication physique (littéraire) serait sympa.
Amha on peut adopter trois points de vue (au minimum).
- D'une part on peut considérer que l'électron est une particule avec masse propre, intrinsèque, sans autre explication.
Comme je disais, ce n'est pas incompatible avec le fait que c'est une onde.
Et d'ailleurs toute équation d'onde peut s'écrire avec une masse.
C'est le cas de l'équation de Schrödinger, de l'équation de Klein-Gordon, de Dirac ou de Proca (équivalent Maxwell, avec une masse).
On peut aussi le voir avec le lagrangien en ajoutant simplement un terme de masse (si on est plus familier du sens physique de la mécanique lagrangienne)
- un point de vue que j'aime bien est celui de Feynman. Il décrit le mouvement d'un électron dans un cristal à une dimension. L'électron ayant une amplitude quantique a de sauter d'un atome à l'autre. On montre alors que l'électron se comporte comme une onde de masse effective qui dépend de a et de la distance entre atomes.
Il passe alors au cas de l'électron libre en faisant tendre la distance entre atomes vers zéro et en gardant constant la masse effective posée égale à la masse propre.
- Tout ça n'explique pas la valeur de la masse de l'électron, seulement que l'électron peut avoir une masse et être comme une onde (non classique) sans contradiction. Même si ça nécessite un peu d'effort (mais pas tant que ça, le cours de Feynman se boit comme du petit lait). Mais la valeur peut-être expliquée par l'interaction avec le champ de Higgs. Cette interaction, c'est comme si l'électron devait avancer dans de la mélasse (je préfère l'analogie comme s'il devait porter un sac massif sur le dos). Cela donne alors le terme de masse cité ci-dessus dans le lagrangien et cela ne fait pas disparaitre son caractère ondulatoire.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
c'est dans quel volume des Feynman?
j'ai trouvé (pour les amateurs de petit lait) c'est dans le volume 3 chapitre 13.
Salut,
Si tu réponds à ma place c'est plus du jeu
Sans rire, tu as bien fait car j'aurais vu ta question seulement aujourd'hui et je n'ai pas le livre ici sous la main.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour, je préfère l'image d'un acteur qui avance dans une foule de paparazzis : une résistante à son avancement, en plus, ceux qui ont commencé à formaliser la théorie au début (les années 60..) , ont tous travailler dans le domaine des supraconducteur ou superfluidité, où la résistance apparaît d'un coup à cause de transition de phase..., le chapeau mexicain* y'était déjà.....
*Dommage, je n'est pas trouver le PDF de L.Landau où il est bien dessiné, mais il est plus cabossé .
Dernière modification par azizovsky ; 13/11/2019 à 08h58.
Je n'est pas trouvé l'original mais il y'a par exemple http://www-ext.impmc.upmc.fr/~ferlat...s-thermo-2.pdf
Salut,
Perso je n'aime pas car ça donne l'impression qu'une force s'applique sur la particule et la freine, hors ce n'est pas le cas. C'est juste son inertie qui augmente.
Je préfère donc l'image du nuage de particules virtuelles de la particule, qui se présente comme un sac à dos et qui peut être léger comme une plume (photon) ou être plus lourd (interactions due au Higgs, intuitivement on peut expliquer pourquoi de manière vulgarisée avec quelques diagrammes de Feynman).
Oui, tout à fait. Tout était prêt pour trouver la solution (au problème de la masse des bosons de jauge W,Z puisque c'est parti de là, les autres particules y ont été intégrée quand on a vu combien c'était naturel de le faire, car une théorie de jauge avec juste un terme de masse ajouté "à la main" est non renormalisable, le lagrangien après brisure de symétrie est lui un peu plus compliqué que cela et renormalisable).en plus, ceux qui ont commencé à formaliser la théorie au début (les années 60..) , ont tous travailler dans le domaine des supraconducteur ou superfluidité, où la résistance apparaît d'un coup à cause de transition de phase..., le chapeau mexicain* y'était déjà.....
Le théorème de Goldstone aussi était connu.
C'est souvent le cas en histoire des sciences et explique sans doute que le mécanisme (dit de Higgs) fut trouvé indépendamment pas trois équipes : Englert et Brout d'un coté, Higgs de l'autre, Guralnik, Hagen et Kibble pour les troisièmes (sous une forme assez différente, fort technique et ils n'avaient pas introduit le Higgs même si pratiquement tout ce qui était nécessaire était là..... mais pas tout à fait, ce qui explique sans aucun doute qu'ils n'ont pas été englobés dans le Nobel)
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c'est bien dommage mais il faut bien avouer que meme si on peut calculer la masse des electrons des muons etc a partir de certains lagragiens faisant intervenir champs de Higgs et fermions sans masse, c'est uniquement parce qu'on y a mis de facon ad hoc certains coefficients étudiés pour.
ce serait différent pas exemple si on basais les calculs sur des formes géométriques et qu'on disais il y a autant de trous donc ca donne autant de générations, tel circonférence est en rapport avec telle masse, mais ce n'est pas le cas.
c'est un peu comme si on donnait une certaine équation du troisieme degré et qu'on disait calculez la plus petite racine, et vous aurez calculé la masse de l'électron, la deuxieme c'est celle du muon, et l'autre celle du tau.
le pourquoi reste en chantier.
En tous cas, François Englert est né pas trop loin de chez moi (à quelque km, Etterbeek, comme l'autre Pierre Deligne)..., les maths et la physique .
Dernière modification par azizovsky ; 13/11/2019 à 09h46.
La théorie du groupe de renormalisation et des phénomènes critiques apporte un fabuleux éclairage sur ça. On comprend beaucoup mieux les raisons physiques qui se cachent derrières ces coefficients (et leur changement avec l'énergie).
Mais il reste un goût d'insatisfaction en effet puisque ça reste un paramètre libre, non calculable.
Pour arriver à résoudre ce problème il faudra aller plus loin que le Modèle Standard des particules (même renormalisées, les séries perturbatives sont divergentes, elles divergent asymptotiquement, mais ça se manifeste à des niveaux d'énergie considérables) et éviter l'arbitraire lié à la renormalisation.
Mon avis est que cela ne sera apporté que par la gravité quantique car il existe un théorème qui montre que la gravité rend les théories convergentes. L'article est dans le wikipedia anglais, faut le retrouver. Et on le voit bien avec les cordes ou les boucles.
Et donc on n'est pas sorti de l'auberge car on est loi d'avoir une théorie validée (laquelle est bonne ???) et unifiée (les cordes vont dans ce sens..... ou presque, à un chouillat près).
Et même des théories "matures" sont difficiles à obtenir.
Allez les gars, au boulot, développez ces théories et pratiquez des expériences pour les départager.
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je me pose une question sur les changements de phases. n'ont elles pas un caractere macroscopique systématique?
l'apparition de la masse des électrons a une certaine époque partout avec la meme masse fait penser a ce genre de phénomene
global plus qu'a une masse pour chaque electron.
Oui en effet. Souvent. C'est en effet un phénomène statistique.
Mais ici je serais plus dubitatif car c'est avant tout une rupture spontanée de symétrie avec variation d'énergie du vide (et donc s'il y a beaucoup d'énergie comme au début, pas de rupture de symétrie).
Toutefois l'analyse par les phénomènes critiques semble aller aussi dans ce sens.
Je vais réfléchir.
EDIT mais ça ne veut pas dire que les électrons n'auraient une masse qu'au niveau statistique. Une fois la rupture de symétrie obtenue, les bosons de Goldstone se combinent aux électrons et hop on a une masse.
Quelqu'un d'autre ici à des infos/avis sur le caractère statistique de la brisure de symétrie donnant la masse aux particules élémentaires ?
Dernière modification par Deedee81 ; 13/11/2019 à 10h48.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
je pensais a la masse des fermions un peu comme a l'alignement des spins vers une meme direction dans des domaines disjoints
si c'était plus qu'une image ce serait rapé pour l'espoir de déduire une valeur précise pour la masses de "nos" électrons!
Il y a deux choses même si les deux sont liés (*). D'une part il faut passer à la limite continue, d'autre part ici ce sont plutôt les interactions avec les particules virtuelles (avec là aussi une somme continue). Donc plus de soucis. Notons que ce passage à la limite est lié au fait qu'avec les théories quantiques on est à la limite critique (l'équivalent de la transition ferromagnétique, T = Tc) où on a des fluctuations de toute tailles. Et la masse n'est pas une conséquence "d'une" fluctuation.
Attendons peut-être aussi d'autres avis/infos.
(*) Un super bon livre là dessus :
https://www.amazon.fr/ph%C3%A9nom%C3.../dp/2868833594
Des phénomènes critiques aux champs de jauge, de Michel Le Bellac
Table des matières (juste les "parties") :
- Phénomènes critiques (avec le modèle d'Ising du ferromagnétisme en particulier, le champ moyen, la théorie de Landau et tout ça, et le groupe de renormalisation)
- Théorie des perturbations et renormalisation : champ scalaire euclidien
- Théorie quantique des champs scalaires
- Théories de jauge
Je l'ai trouvé étonnamment facile à lire. Ca m'a pas mal aidé pour le groupe de renormalisation dont j'ai trouvé la théorie fort difficile.
Dernière modification par Deedee81 ; 13/11/2019 à 11h32.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
je l'ai a la maison depuis des décennies.....
il es génial
Désolé, ça dépasse mon niveau, j'ai fait un saut une fois..., mais je sais briser les carreaux de carrelage
