Modele-Standard-De-La-Physique-Des-Particules | Dr. Goulu

Comment les physiciens déterminent-ils à quel point nous sommes loin de découvrir une théorie unifiée ?

Mon, 02 Mar 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

à la craie déjà usée en essayant.

La :

Le problème principal est l’unification de la et la , qui décrivent respectivement les phénomènes au niveau microscopique et au niveau macroscopique. Le terme décrit les théories qui réunissent ces deux théories. Mais pour être une théorie complète, la théorie du tout doit, en plus, inclure la description complète des quatre .

Deux propriétés fondamentales n’ont toujours pas été démontrées mathématiquement dans le cas des interactions fortes :

d’une part l’existence d’une théorie quantique des champs cohérente (chromodynamique quantique, fondée sur une de la couleur);

d’autre part l’existence d’un écart de masse qui ne permet l’observation des , particules élémentaires de la théorie quantique associée à la théorie de Yang-Mills, que sous forme de combinaisons massives appelées boule de glu (glueball en ). Ce problème non résolu est intimement lié à celui du qui affirme que seuls sont observables les états quantiques de charge de couleur nulle. La difficulté principale de ces deux problèmes est liée au caractère hautement non de la théorie.

La résolution de ces deux points constitue l’un des .

Les astrophysiciens ont-ils une explication à la détection en Antarctique d'étranges particules qui ne peut pas être expliquée par le modèle standard de la physique ?

Fri, 17 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

votre question contient la réponse à cet article tout récent : pour l’instant il n’y a pas d’explication. Mais si j’ai bien compris les conclusions de l’article sur ArXiv , une origine locale n’est pas exclue (“coherent transition radiation from the geomagnetically-induced air shower current, which could mimic an upgoing air shower “)

Donc, comme toujours avec les résultats tous frais : patience. Il faut vérifier, confirmer, peut-être construire d’autres instruments plus spécifiques, publier…

La science va vite, mais ça prend quand même plus que quelques jours.

Le Big Bang a-t-il vraiment explosé vers l'extérieur à partir d'un point ? Comment cela s'est déroulé réellement en terme physique ?

Wed, 08 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Non. Le n’était ni une explosion, ni un point (dans quoi ?)

Cette interprétation naïve résulte d’une extrapolation de ce qu’on sait expérimentalement : il y a 13.8 milliards d’années, tout l’Univers était très homogène, très dense et très chaud.

En termes physique, “jusqu’à preuve du contraire, tout se passe comme si” l’espace (et le temps peut-être…) avaient émergé dans un … Truc qui mérite une Majuscule.

Ce Truc pourrait être une fluctuation quantique dans un Meta Truc ….

ma petite parenthèse (et le temps peut-être) signifie que nos diverses conceptions du temps actuelles comme:

4ème dimension de l’espace-temps relativiste
illusion émergeant de la thermodynamique

pourraient bien signifier qu’il ny’ avait pas de temps “avant” le Big Bang, ce qui fait que le Big Bang n’est pas un événement sur un axe du temps, mais une origine.

Pourquoi la masse du neutrino est-elle si importante ?

Mon, 07 Oct 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Dans le , la théorie actuellement acceptée pour décrire le comportement des particules élémentaires, les neutrinos n’ont pas de masse. Les expériences visant à mesurer une éventuelle masse ont de fait toutes échoué*, en accord avec le modèle standard.

Cependant les équations de l’ prédisent que si et seulement si les neutrinos ont une masse, alors un phénomène d’oscillation entre les différentes doit se produire lors de leur propagation. Or ces oscillations ont effectivement été observées, ce qui constitue une brèche dans le modèle standard.

On a donc une contradiction entre deux théories : si le neutrino n’a pas de masse alors il faut comprendre pourquoi il oscille quand même, et si il a une masse il faut comprendre pourquoi le modèle standard prédit qu’il n’en a pas.

Les expériences récentes comme ont permis de réduire l’estimation maximum de la masse du neutrino, mais pas la minimum : on ne sait toujours pas si il a une masse extrêmement faible ou pas de masse du tout.

Note* : donc je trouve le terme “échoué” de la Wikipédia un peu fort et “en accord avec le modèle standard” laisse supposer que la masse serait nulle alors qu’on en sait rien.

Pourquoi n'arrive-t-on pas à unifier les quatre forces ?

Fri, 23 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Parce qu’on est pas surs qu’il y en ait 4.

La gravitation est tellement différente des 3 autres ( + ) que de plus en plus de gens pensent qu’elle est fondamentalement différente, plus liée à la nature de l’espace-temps qu’aux particules du modèle standard.

Et on est pas surs non plus que les 4, ni même vraiment les 3 étaient vraiment “unifiées” à une certaine période du Big Bang.

L’ est en effet encore grandement hypothétique et ne concernerait que les 3 interactions, pas la gravitation.

D’ailleurs il n’est même pas vraiment clair que la masse existait à cette “époque”…

Comment une particule peut-elle avoir une masse nulle ?

Wed, 15 May 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Excellente question. J’en ai une autre : “Comment une particule peut-elle avoir une masse non nulle ?”

Je vous propose de commencer par celle-là en partant du , qui a une masse de$1,672649×10^{-27}$ kg, qu’on préfère écrire 938,272

Bon ok, le proton n’est pas vraiment une particule du car il est composé de 2 “up” de masse 2,01 chacun, et d’un quark “down” de masse 4,79 .

Masse totale des 3 quarks : 8,81 . Vous voyez le problème ? ça ne fait même pas 1% de la masse du proton. Les 99% de la masse du proton proviennent des qui lient les 3 quarks ensemble. Re-problème : la masse d’un gluon vaut… zéro. Nada. Que dalle.

C’est le grand Albert qui nous a sorti du pétrin en disant que la masse et l’énergie, c’était , donc que c’est l’énergie des gluons qui se manifeste sous forme de masse quand ils sont confinés dans un proton.

Le monde à notre échelle et l’intuition qui va avec nous pousse à penser que la masse est une caractéristique fondamentale de tout ce qui existe. Ce n’est de loin pas le cas. 99% de la masse de ce qui nous entoure provient de particules qui n’ont pas de masse…

Seules certaines particules comme les quarks ont une partie de leur énergie sous forme de . Elle provient de leur interaction avec le , alors que d’autres (le photon, le gluon, et ) n’interagissent pas (ou très peu) avec ce champ. Les particules de masse nulle ont d’autres caractéristiques proportionnelles à leur énergie, comme la . Pour le gluon, on ne sait pas encore quelle est cette caractéristique. La trouver est un des objets de l’étude du au CERN.

Est-on certain à cent pour cent que le quark est bien une particule élémentaire, car il n'y a encore pas si longtemps le proton et le neutron étaient aussi considérés comme tels ?

Mon, 29 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Non, on en est pas certains. Rien n’est certain à 100% en science. On en est certain “jusqu’à preuve du contraire”, et “jusqu’à preuve du contraire” les quarks, les leptons et les bosons sont les particules élémentaires du .

On en a pas vu d’autres dans les collisions au CERN qui reproduisent l’état de la matière un pouillème de seconde après le Big Bang, mais elles sont plus grosses que la longueur de Planck, donc il y a encore un peu de place en bas, pour paraphraser Feynman.

Est-il possible de savoir combien de quark y a-t-il dans l'univers ? Si oui comment le sait-on ?

Thu, 25 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Il y a environ 2.10^{79 atomes dans l’
(en partant su nombre de galaxies, étoiles etc
) dont la plupart sont de l’hydrogène (donc un seul proton), mais en comptant les autres atomes et les étoiles à neutrons on peut estimer environ 10}80

Multipliez par 3 pour le nombre de quarks.

Notes de bas de page

Pourquoi parle-t-on de saveurs au sujet des particules élémentaires en Physique ?

Thu, 25 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Oui , c’est sur :

Le terme « saveur» aurait été trouvé lorsque et , allant prendre leur lunch, seraient passés devant la célèbre publicité de vantant son offre de 31 saveurs différentes de crème glacée.

Gell-Mann, dans son ouvrage ‘ , a écrit « On dit que le et le ont des « saveurs » de quarks différentes. Outre la saveur, les quarks ont une autre propriété, encore plus importante, qui porte le nom de « », bien qu’elle n’ait dans ce contexte pas plus à voir avec une couleur réelle que la saveur avec les parfums des crèmes glacées ».

Que sont les particules élémentaires up, down, bottom, top, charm, strange en Physique ?

Tue, 23 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Ce sont des . Il y a encore down, bottom et top. On devrait dire “quark up”, “quark down” etc. mais dans le jargon on omet souvent “quark”. L’ recommande d’utiliser plutôt les initiales : “quark u”, “quark d” etc.

Le proton est composé de deux up et un down, le neutron de deux down et un up. Les autres saveurs n’apparaissent que dans des particules plus exotiques. Après up et down, le premier découvert a été baptisé par .

Le terme « saveur» aurait été trouvé lorsque Murray Gell-Mann et Harald Fritzsch, allant prendre leur lunch, seraient passés devant une publicité de crème glacée existant en 31 saveurs différentes.

En tant que physicien, pourquoi, à votre avis la théorie des cordes (ou de supercordes) reste le modèle le plus fiable comme théorie du tout ?

Tue, 02 Apr 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Ce qu’il y a de cool avec la théorie des (super)cordes, c’est qu’en fait elle décrit des milliards d’univers différents, peut-être même une infinité, dont le notre. Trop facile !

Le hic, c’est que la plupart de ses prédictions ne peuvent pas se vérifier expérimentalement, et que celles qui le pourraient ne l’ont pas été (comme les particules superpartenaires au LHC)

Tout ça est bien expliqué dans cette vidéo que l’on peut résumer par : La est moribonde, vive la !