Masse des particules élémentaires et modèle standard de la physique

[Reset27237]

Bonjour !
J'aimerais savoir ce que cela impliquerait pour le modèle standard de la physique si les masses des particules élémentaires étaient multipliées par une puissance de 10, par exemple 10¹⁵
Merci d'avance
-----

[Deedee81]

Salut,

Pour le Modèle Standard ça n'impliquerait rien (à part le changement des masses évidemment). Les masses étant dues au couplage avec le champ de Higgs et les constantes de couplage sont des paramètres libres.
(il y a des contraintes sur les rapports de masse entre quarks mais un simple facteur multiplicatif ne mettrait pas ça à mal)

Par contre ça changerait énormément la physique évidemment. Un atome d'hydrogène un million de milliards de fois plus lourd ça aurait de grosses conséquences sur leur inertie, sur les réactions chimiques.... En fait la vie ne pourrait probablement pas exister (un humain pèserait des milliards de tonnes, je te dis pas l'énergie qu'il faudrait pour ne faire ne fut-ce qu'un pas )

Il y aurait aussi un gros impact sur la gravité puisque elle est due en grande partie à la masse. Les étoiles brûleraient extrêmement vite et même les petites étoiles comme le Soleil connaitraient une fin brutale avec formation aisée de trous noirs. L'univers serait probablement déjà mort (tout le gaz aurait été consommé depuis belle lurette et, pire, la masse critique étant largement dépassée, l'univers aurait déjà subit depuis longtemps un big crunch et couic, fini). Mais la gravitation et la relativité générale ne font pas partie du Modèle Standard des particules.

[Deedee81]

Ici il ne s'agit pas d'une théorie personnelle (enfin, j'espère) mais plutôt sur l'importance de la valeur de la masse dans le modèle standard. A ce titre il est intéressant d'y répondre.

Par contre, ce n'est évidemment qu'un exercice de pensée (surtout vu les conséquences) et oui si on imaginait que cela puisse arriver ce serait ... farfelu (en plus d'une théorie personnelle) puisque la masse est une grandeur conservée et invariante. Et ça serait effectivement un "si ma tante en avait"

Donc, je doute que cette discussion continue loin (y a pas grand chose de plus à dire), mais à ce stade elle n'est pas vraiment hors charte. Donc comme Reset n'est pas un habitué laissons lui a minima le temps de s'habituer à la marche à suivre ici

[Reset27237]

ah d'accord c'est le chaos alors.. la relativité générale ne pourrait pas donner des résultats conséquents à l'échelle quantique malgré cela ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Reset27237]

"Ici il ne s'agit pas d'une théorie personnelle (enfin, j'espère) mais plutôt sur l'importance de la valeur de la masse dans le modèle standard. A ce titre il est intéressant d'y répondre.

Par contre, ce n'est évidemment qu'un exercice de pensée (surtout vu les conséquences) et oui si on imaginait que cela puisse arriver ce serait ... farfelu (en plus d'une théorie personnelle) puisque la masse est une grandeur conservée et invariante. Et ça serait effectivement un "si ma tante en avait"

Donc, je doute que cette discussion continue loin (y a pas grand chose de plus à dire), mais à ce stade elle n'est pas vraiment hors charte. Donc comme Reset n'est pas un habitué laissons lui à minima le temps de s'habituer à la marche à suivre ici"

Désole de répondre tardivement et merci à vous de tolérer mon ignorance et mon impertinence

L'expression du champ gravitationnel à l'échelle quantique est semble à celle du champ électrostatique, si je ne me trompe pas. S'il s'avérait que la masse soit conséquente pour que ce champ ait des effets, quelle serait les conséquences, au moins à l'échelle quantique ?. C'est peut-être un peu plus claire ainsi.. ce que je veux savoir.

Et... j'ai un peu du mal à comprendre ce que signifie "marche à suivre ici" !

[Deedee81]

Salut,

Pour citer un message précédent il faut mieux utiliser le bouton (en bas du message) "répondre avec citation" ou utiliser les balises "QUOTE". Mais il vaut mieux aussi éviter de citer des messages en vert (les messages de la modération, vu que la charte du forum n'autorise pas les remarques sur la modération du moins dans le forum, il reste possible d'envoyer un MP sur le sujet ) Bon dans ce cas ci, c'est pas grave, évidemment

ah d'accord c'est le chaos alors.. la relativité générale ne pourrait pas donner des résultats conséquents à l'échelle quantique malgré cela ?

Peut-être que oui mais là on n'en sait rien.

Les effets de la gravité à l'échelle atomique sont rikiki de chez rikiki : 10^-40 fois plus faible que l'interaction électrostatique (et l'interaction nucléaire est encore beaucoup plus intense bien que de très courte portée).
Donc d'un point de vue expérimental on est un peu démuni pour le mesurer.
Et d'un point de vue théorique il y a pleins de possibilités : gravitation quantique à boucles, théorie des cordes, géométries non commutatives, twisteurs, supergravité, etc....
Et on ne sait pas (encore) quelle est la bonne approche.

L'expression du champ gravitationnel à l'échelle quantique est semble à celle du champ électrostatique, si je ne me trompe pas.

Peut-être, comme dit ci-dessus on n'en est pas sûr. Et de toute façon la première est beaucoup, beaucoup, beaucoup plus faible.

S'il s'avérait que la masse soit conséquente pour que ce champ ait des effets, quelle serait les conséquences, au moins à l'échelle quantique ?. C'est peut-être un peu plus claire ainsi.. ce que je veux savoir

Hé bien on en sait trop rien, sauf le peu que j'avais dit dans ma première réponse.

j'ai un peu du mal à comprendre ce que signifie "marche à suivre ici" !

Ca c'est rien C'est juste les habitudes de la maison (le respect de la charte, comment on fait pour discuter.... ça nécessite juste un peu d'expérience.... et lire la charte bien sûr, je le conseille, et il faut bien le dire : on ne le fait presque jamais quand on s'inscrit)

[stefjm]

L'expression du champ gravitationnel à l'échelle quantique est semble à celle du champ électrostatique, si je ne me trompe pas. S'il s'avérait que la masse soit conséquente pour que ce champ ait des effets, quelle serait les conséquences, au moins à l'échelle quantique ?. C'est peut-être un peu plus claire ainsi.. ce que je veux savoir.

Voir les travaux d'Eddington (Fondamental Theory) qui s'est intéressé à cette problématique des grands nombres purs en physique et en particulier le 10^40, rapport des couplages électrique et gravitationnel.

Une des conséquences assez visible est de pouvoir considérer comme inertiel un référentiel attaché à des masses certes très lointaines, mais pas négligeable du tout en quantité.

[Deedee81]

Eddington, c'est pas un peu vieillot (vu que la question frôle la gravité quantique) ? (question sérieuse hein, je ne connais pas ces travaux)

[Deedee81]

Ce qui me fait penser que quelques infos seraient (peut-être) utiles :

La gravité n'est évidemment pas la force électrostatique à courte distance (c'est juste une précision, Reset ayant bien dit "semblable" et non identique).
Il y a des différences majeures :
- la source de la gravité est la masse (enfin, plutôt le tenseur énergie-impulsion, mais généralement la composante mc² est dominante sauf cas extrêmes)
Alors que pour les forces électrostatiques c'est la charge électrique
- Les ondes électromagnétique ont une hélicité 1 (spin 1 dans le monde quantique), alors que les ondes gravitationnelles sont d'hélicité 2 (spin 2 dans le monde quantique pour peu que le graviton existe, on n'est pas sûr)

[stefjm]

Eddington, c'est pas un peu vieillot (vu que la question frôle la gravité quantique) ? (question sérieuse hein, je ne connais pas ces travaux)

Le spécialiste RG-MQ de l'époque.
Précurseur de l'utilisation en physique des algèbres de Clifford : https://fr.wikipedia.org/wiki/Alg%C3%A8bre_de_Clifford
A prédit correctement la masse du Tau (mésotron lourd à l'époque).
N'a pas fait varier les constantes fondamentales contrairement à Dirac, sur le sujet du 10^40.

On peut aussi cité Weyl avec son rayon gravitationnel de l'électron. https://www.jstor.org/stable/85331

J'en avais parler sur FSG : https://forums.futura-sciences.com/a...mologique.html

C'est un peu vieillot mais tellement visionnaire!

[Deedee81]

C'est un peu vieillot mais tellement visionnaire!

Ok je te fais confiance c'est bon pour moi. Si les travaux d'Eddington apportent un éclairage sur l’interrogation de Reset, pourquoi pas

[Reset27237]

Pour citer un message précédent il faut mieux utiliser le bouton (en bas du message) "répondre avec citation" ou utiliser les balises "QUOTE". Mais il vaut mieux aussi éviter de citer des messages en vert (les messages de la modération, vu que la charte du forum n'autorise pas les remarques sur la modération du moins dans le forum, il reste possible d'envoyer un MP sur le sujet ) Bon dans ce cas ci, c'est pas grave, évidemment

ok compris.

Hé bien on en sait trop rien, sauf le peu que j'avais dit dans ma première réponse.

Ok mais sauf que dans votre première réponse il y'a ceci :

Pour le Modèle Standard ça n'impliquerait rien (à part le changement des masses évidemment). Les masses étant dues au couplage avec le champ de Higgs et les constantes de couplage sont des paramètres libres.
(il y a des contraintes sur les rapports de masse entre quarks mais un simple facteur multiplicatif ne mettrait pas ça à mal)

Donc si on ne sait trop rien c'est peut-être que..ca n'impliquerait rien alors ? Je comprends pas finalement si on sait que cela n'impliquerait rien, ou alors si on ne sait pas ce que cela impliquerait.

[stefjm]

Il y a aussi le problème du réglage fin (fine tuning) des paramètres libres.

[Deedee81]

Donc si on ne sait trop rien c'est peut-être que..ca n'impliquerait rien alors ? Je comprends pas finalement si on sait que cela n'impliquerait rien, ou alors si on ne sait pas ce que cela impliquerait.

Ca dépend de quoi on parle

- Pour le Modèle standard, ça n'impliquerait rien (hors les quelques contraintes dues à des considérations de symétries pour les quarks, je ne me souviens plus des détails, on doit pouvoir retrouver ça en cherchant sur le modèle octet), ce sont des paramètres libres
- Pour la gravité il y aurait des effets au moins à grande échelle (relativité générale tout ça), mais à l'échelle des atomes.... là on n'en sait rien

Il y a aussi le problème du réglage fin (fine tuning) des paramètres libres.

C'est pour ça qu'on les dit libre (mais les théories évolueront, faut espérer que ça devienne calculable, en particulier pour le Higgs et ses couplages aux particules : ça fait un paquet de paramètres)

[Reset27237]

Envoyé par Deedee81
Le spécialiste RG-MQ de l'époque.
Précurseur de l'utilisation en physique des algèbres de Clifford : https://fr.wikipedia.org/wiki/Alg%C3%A8bre_de_Clifford
A prédit correctement la masse du Tau (mésotron lourd à l'époque).
N'a pas fait varier les constantes fondamentales contrairement à Dirac, sur le sujet du 10^40.

On peut aussi cité Weyl avec son rayon gravitationnel de l'électron. https://www.jstor.org/stable/85331

J'en avais parler sur FSG : https://forums.futura-sciences.com/a...mologique.html

C'est un peu vieillot mais tellement visionnaire!

Merci pour les liens.
Et désolé pour le mauvais format de ma réponse. Je vois pas le bouton "répondre avec citation", il y'a juste "Répondre" et ca n'arrange pas les choses.

[Reset27237]

Ca dépend de quoi on parle

- Pour le Modèle standard, ça n'impliquerait rien (hors les quelques contraintes dues à des considérations de symétries pour les quarks, je ne me souviens plus des détails, on doit pouvoir retrouver ça en cherchant sur le modèle octet), ce sont des paramètres libres
- Pour la gravité il y aurait des effets au moins à grande échelle (relativité générale tout ça), mais à l'échelle des atomes.... là on n'en sait rien

Merci c'est clair!

Mais toujours à propos de la masse, j'aimerais savoir si la mesure de la masse d'un corps reste la même quelle que soit la forme de ce corps, en supposant que cette mesure est effectuée sous vide.
Devrais-je peut-être ouvrir une nouvelle discussion pour cela ?

[coussin]

Que voulez-vous dire par "Quelle que soit la forme" ? Littéralement ? Un objet déformable comme de la pâte à modeler ?

La masse est un de ces concepts qui peut devenir très compliqué dépendant du niveau auquel on se place...
Au niveau 0, la masse est une "quantité de matière".
Au niveaux plus élevé, c'est un concept de Relativité.

Je ne sais pas à quel niveau me placer pour répondre...

[Deedee81]

Salut,

Devrais-je peut-être ouvrir une nouvelle discussion pour cela ?

Non, ça ira.

On n'observe aucune variation qu'on fasse des mesures en laboratoire avec des boule, des cylindres, des disques (ni dans l'espace, les astéroïdes en formes de patates perturbent leur voisin exactement comme le feraient des astéroïdes plus sphériques). Notons que les mesures historiques du principe d'équivalence (Eötvös) c'était avec des sphères tandis que la masse étalon était un cylindre (je dis étais car elle vient d'être remplacée tout récemment par une procédure physique basée sur la constante de Planck et la balance de Watt. Les étalons cylindriques, sphériques,.... vont rester mais comme étalons dit secondaires).

Notons aussi que les équations de Newton obéissent au principe de superposition linéaire (qui implique une indépendance à la forme). On peut faire le calcul en découpant (mentalement ) un objet en petits morceaux, en calculant les effets gravitationnels de chaque morceau, et en faisant la somme (ou une intégrale ou une somme numérique sur ordi pour des trucs tarabiscotés, enfin, c'est plutôt le centre de masse qu'on va calculer mais ça revient au même). Et ça marche très bien avec une très grande précision.

(c'est amusant mais je viens de lire il y a quelque jours la même chose concernant la vérification du principe de superposition en électrodynamique classique ).

Notons qu'il peut y avoir des écarts (pour l'électrodynamique c'est du coté quantique, et c'est bien connu). Ainsi la relativité générale est non linéaire. Il y a donc une influence de la forme. Mais ça ne peut se mesurer que dans des cas extrêmes (comme les fusions de trous noirs ou pendant une fraction de seconde c'est plus une sphère, et on a de bons résultats avec les ondes gravitationnelles). De plus, la RG garde de bonnes symétries comme la théorie de Newton, l'effet des formes reste donc assez modéré (le théorème de Gauss reste valable et dans le même goût : https://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%...lativit%C3%A9) )

Si coussin a raison que l'on parle non pas de la "pâte à modeler" oui, en effet, le concept de masse peut devenir très compliqué
(si ça t'intéresse j'ai une série youtube vulgarisée sur la masse qui va du simple au complexe, mais je te communiquerais ça par MP, pas d'auto-promotion ici)

[ThM55]

Ce n'est pas que je trouve cette question tellement intéressante, je le trouve plutôt saugrenue, mais il m'est venu quelques questions. Je me demande ceci: cela a-t-il un sens de multiplier les masses comme ça "toutes choses égales par ailleurs", donc en maintenant les constantes de Planck, c, G invariantes bien sûr, mais aussi les constantes de couplage? En ce qui concerne les masses et les constantes de couplage, elles sont renormalisées et varient selon l'échelle d'énergie. La masse c'est un pôle dans le propagateur, cela doit intervenir directement dans les calculs du groupe de renormalisation. La modification doit se répercuter sur les constantes de couplage et donc sur tous les processus, les états liés etc. Je pense qu'il y a des résultats qui sont "robustes", indépendants des masses, mais au niveau de la phénoménologie, cela va certainement tout casser.

[Deedee81]

Ce n'est pas que je trouve cette question tellement intéressante, je le trouve plutôt saugrenue, mais il m'est venu quelques questions. Je me demande ceci: cela a-t-il un sens de multiplier les masses comme ça "toutes choses égales par ailleurs", donc en maintenant les constantes de Planck, c, G invariantes bien sûr, mais aussi les constantes de couplage? En ce qui concerne les masses et les constantes de couplage, elles sont renormalisées et varient selon l'échelle d'énergie. La masse c'est un pôle dans le propagateur, cela doit intervenir directement dans les calculs du groupe de renormalisation. La modification doit se répercuter sur les constantes de couplage et donc sur tous les processus, les états liés etc. Je pense qu'il y a des résultats qui sont "robustes", indépendants des masses, mais au niveau de la phénoménologie, cela va certainement tout casser.

Ah oui, c'est clair qu'on ne modifie pas un truc isolément comme ça. C'est un grand classique.

[Reset27237]

Bonjour.

...les astéroïdes en formes de patates perturbent leur voisin exactement comme le feraient des astéroïdes plus sphériques...

Si par là vous voulez dire que les équations de Newton s'appliquent à tout corps indépendamment de leurs formes, là je comprends. Mais si vous sous-entendez qu'en un point donné de l'espace, la valeur de la perturbation est la même quelle que soit la forme, là j'en doute. On peut remplacer un astéroïde homogène en forme de patate par son équivalent sphérique, mais dans ce cas hétérogène. En supposant qu'un corps gravite autour de cet astéroïde, la trajectoire de ce corps ne seras pas la même dans les deux cas.

Notons aussi que les équations de Newton obéissent au principe de superposition linéaire (qui implique une indépendance à la forme). On peut faire le calcul en découpant (mentalement ) un objet en petits morceaux, en calculant les effets gravitationnels de chaque morceau, et en faisant la somme (ou une intégrale ou une somme numérique sur ordi pour des trucs tarabiscotés, enfin, c'est plutôt le centre de masse qu'on va calculer mais ça revient au même). Et ça marche très bien avec une très grande précision.

Donc si par exemple j'additionne les effets gravitationnels en un point donné de l'espace autour de deux boules sphériques côte-à-côte (tangentes entre-elles), j'obtiendrai la même valeur de g en ce point pout toute rotation de ces boules autour du point où elles se rencontrent? J'ai un peu du mal à comprendre.

(si ça t'intéresse j'ai une série youtube vulgarisée sur la masse qui va du simple au complexe, mais je te communiquerais ça par MP, pas d'auto-promotion ici)

Cà m'intéresse évidemment ! Merci

[Reset27237]

Que voulez-vous dire par "Quelle que soit la forme" ? Littéralement ? Un objet déformable comme de la pâte à modeler ?

oui

La masse est un de ces concepts qui peut devenir très compliqué dépendant du niveau auquel on se place...
Au niveau 0, la masse est une "quantité de matière".
Au niveaux plus élevé, c'est un concept de Relativité.

Je ne sais pas à quel niveau me placer pour répondre...

Au niveau élevé

[Reset27237]

Ce n'est pas que je trouve cette question tellement intéressante, je le trouve plutôt saugrenue...

C'est parce que je suis un peu nul à la base mais j'essai de l'être un peu moins chaque jour et c'est la raison de ma présence ici. J'espère pouvoir comprendre à la longue ne serait-ce que quelques résidus de votre immense savoir.