Ça sent le roussi pour le boson de Higgs. (Edit du 05/07/2012) Le boson de Higgs a semble-t-il été trouvé. Je me suis donc dit qu’il était temps que je me lance un défi : essayer d’expliquer en termes simples de quoi il s’agit. Découvrir le boson de Higgs (ou infirmer son existence) est en effet l’objectif principal du LHC, le dernier grand collisionneur construit au CERN.
Puisque les citoyens ont tous contribué à la construction de cette fabuleuse machine, tout le monde a le droit d’essayer de comprendre ce qu’on y cherche. Et pour cela, nous allons nous pencher sur les pulsions unificatrices des physiciens théoriciens.
Les 4 forces fondamentales
Vous le savez certainement, l’ensemble des phénomènes physiques connus peuvent s’expliquer à partir de seulement 4 forces dites « fondamentales ». Deux de ces forces nous sont assez familières : la force électromagnétique et la force de gravité; les deux autres agissent seulement au niveau subatomique : la force nucléaire « forte », responsable de la cohésion des noyaux atomiques, et la force nucléaire « faible », qui intervient dans les processus de fission nucléaire.
Comme les physiciens théoriciens sont un peu maniaques, pour eux 4 forces c’est beaucoup trop. Et pour en réduire le nombre, on essaye de les réunir, on dit aussi « les unifier ». Pour les théoriciens, unifier les phénomènes permet d’en expliquer les points communs, de réduire le nombre d’hypothèses des théories et apporte en général un éclairage nouveau.
A la poursuite de l’unification
Un très bon exemple d’unification réussie, c’est l’électromagnétisme. Avant le travail dû à J. C. Maxwell au XIXème siècle, nous avions le champ électrique et le champ magnétique, qui semblaient deux phénomènes indépendants. Puis Maxwell a compris qu’ils n’étaient que deux manifestations différentes d’un même objet : le champ électromagnétique, lequel est également responsable de la lumière. Unifier l’électricité, le magnétisme et la lumière, c’est quand même balèze !
Alors dans les années 40 et 50, les théoriciens ont voulu essayer d’aller plus loin. Et un bon programme c’était d’essayer d’unifier l’électromagnétisme et la force nucléaire faible en une seule théorie. Le mélange des deux s’appellerait « la théorie électrofaible ». Mais construire la théorie électrofaible unifiée, ça n’est pas si simple ! Et pour comprendre d’où vient la difficulté, il faut s’intéresser aux différentes particules qui constituent notre univers.
Le bestiaire des particules élémentaires
On connait actuellement 36 particules, considérées (pour l’instant) comme « élémentaires ». Ces particules se divisent en deux grandes catégories : les fermions et les bosons.
Les fermions, ce sont toutes les particules qui permettent de constituer la matière. Par exemple les électrons, mais aussi les quarks, qui s’assemblent pour former les protons et les neutrons.
Les bosons eux ne servent pas à constituer la matière, mais sont les médiateurs des forces. Cela signifie que quand une force s’exerce entre deux particules de matière, cela se fait par l’intermédiaire des bosons. Pour comprendre ce principe, on peut prendre comme d’habitude une analogie mécanique.
Imaginez que vous soyez sur une patinoire avec un ami, immobiles et face-à-face. Supposons que vous teniez une boule de bowling et que vous la lanciez en l’air à votre ami. Quand la boule quitte vos bras, vous êtes propulsé en arrière, par effet de recul.
Mais quand la boule atterrit dans les bras de votre partenaire, lui aussi se trouve mis en mouvement. Donc après ce lancer, votre ami et vous, vous vous éloignez l’un de l’autre : tout se passe comme si la boule de bowling avait été le médiateur d’une force répulsive entre vous deux.
Avec les 4 forces fondamentales, c’est pareil : les bosons sont comme des boules de bowling, et servent de messagers des forces. Chacune des 4 forces fondamentales possède ses bosons attitrés. Pour la force électromagnétique, c’est tout simplement le photon. Pour la force nucléaire forte, ce sont les 8 particules appelées gluons (pour ceux de ma génération, souvenez vous de « Téléchat »). Pour la force faible, on les appelle les bosons W. Pour la gravité, on ne les a jamais mis en évidence, mais on les appelle hypothétiquement les gravitons.
Et si je vous parle de ça, c’est que pour fabriquer notre théorie électrofaible unifiée, ça va coincer au niveau des bosons.
Le problème de la masse des bosons
Revenons à notre ambitieux objectif : unifier l’électromagnétisme et l’interaction faible. Pour faire ça, on va profiter d’un petit miracle : en modifiant légèrement le formalisme mathématique qui fonctionne très bien pour l’électromagnétisme, on arrive à y mettre dedans l’interaction faible. En termes savants, on appelle ce formalisme les théories de jauge : on savait décrire l’électromagnétisme par une théorie de jauge, et on se rend compte qu’avec la force faible, une théorie de jauge marche très bien aussi. Alors, gagnée l’unification ?
En fait il y a un hic. Une théorie de jauge nous donne forcément un boson médiateur de masse nulle. Pour l’électromagnétisme, aucun problème, au contraire, puisque son boson médiateur (le photon) est justement de masse nulle. Mais pour la force nucléaire faible, pas de chance, on sait que les bosons W ne sont pas de masse nulle. Leur masse est environ 100 fois plus importante que celle du proton. Donc une théorie de jauge, ça n’a pas l’air d’être une bonne idée pour décrire la force faible !
Et pourtant, le physicien théoricien est obstiné, il tient à son unification. Alors les savants ont cherché un moyen de sauver leur théorie électrofaible unificatrice, en donnant « artificiellement » de la masse aux bosons W. Et c’est comme ça qu’ils ont inventé le mécanisme de Higgs. Mais avant de voir de quoi qu’il s’agit, je voudrais dire un mot du bien-fondé de cet acharnement unificateur.
Les succès de l’unification électrofaible
Nous venons de le voir, à première vue l’unification de l’électromagnétisme avec la force faible, ça ne marche pas. Cela conduit à un boson W de masse nulle, alors qu’on sait que ça n’est pas le cas ! Peut-être aurait-il été raisonnable de laisser tomber l’idée, plutôt que de s’acharner avec un truc artificiel permettant de sauver notre belle théorie. Inventer quelque chose juste pour sauver une théorie, ça rappelle un peu ce que j’évoquais dans ce billet sur le nombre de dimensions en théorie des cordes.
Et pourtant, dans ce cas précis, l’acharnement unificateur était justifié. En effet l’unification électrofaible prédit quelque chose d’inédit : en plus des bosons W que l’on connaissait déjà, la théorie unifiée affirme qu’il existerait un autre boson médiateur de la force faible, le boson Z. Cette prédiction a été faite par les théoriciens Glashow, Weinberg et Salam en 1968.
Et quelques années plus tard le boson Z a justement été mis en évidence au CERN ! Indirectement en 1973 (grâce à la chambre à bulle géante dite Gargamelle, voir ci-contre) puis directement en mai 1983.
Fait exceptionnel, les découvreurs du boson Z ont eu le prix Nobel en 1984, seulement quelques mois après leur découverte. Quant aux 3 théoriciens, ils l’avaient déjà obtenu en 1979.
Bref tout ça pour vous convaincre que l’unification, ça peut paraître une marotte de théoricien, mais dans ce cas précis ça marche quand même vachement bien. Cela a permis de découvrir le boson Z dans la théorie avant de le trouver par l’expérience. La classe ultime pour un théoricien.
Donner de la masse avec de la mélasse
Donc pour donner de la masse aux bosons de la force faible, voyons donc ce fameux mécanisme « artificiel », issu d’une idée du physicien écossais Higgs, et qui a permis à Glashow, Weinberg et Salam de construire leur théorie unifiée. Mais tout d’abord, que cherche-t-on ? Il faut se rendre à l’évidence que l’on ne peut pas unifier simplement l’électromagnétisme et la force faible. Puisque l’un a un boson médiateur de masse nulle et pas l’autre, ce sont clairement des forces différentes.
Mais nous allons essayer de faire comme si « avant », elles ne faisaient qu’un. Il s’agit d’une idée forte en physique fondamentale : dans les instants reculés du Big-Bang, à l’époque où l’Univers était très chaud, les forces ne faisaient qu’un, et c’est le refroidissement de l’Univers qui les a fait se dissocier. C’est ce que représente le schéma ci-contre.
Nous allons donc avec Higgs chercher un mécanisme qui permette d’avoir des forces totalement unifiées à haute température, mais dissociées à basse température ; cette dissociation se manifestant notamment par le fait que les bosons W et Z doivent acquérir une masse à basse température.
Pour que les bosons W et Z acquièrent de la masse, on va les mettre dans une sorte de mélasse. La masse, c’est quelque chose qui s’oppose au changement dans le mouvement, et pour donner une illusion de masse à une particule, on peut la faire interagir avec un nouveau champ, qui va jouer le rôle de la mélasse.
Le champ de Higgs
En pratique dans la théorie, cette mélasse est fournie par un champ, qu’on appelle le champ de Higgs. Toute la difficulté, c’est de faire en sorte que ce champ crée bien une mélasse à basse température, mais pas à haute température. Or dites vous bien que la mélasse n’est pas l’état naturel d’un champ. Prenez le champ électromagnétique, si vous ne faite rien pour le stimuler ou le créer, il sera nul et ne vous freinera pas. On dit que l’état fondamental du champ électromagnétique est zéro. Mais avec notre champ de Higgs, pour avoir de la mélasse sans rien faire, il nous faut justement un champ dont l’état fondamental soit non-nul. Enfin seulement à basse température, car on ne veut plus de mélasse à haute température.
Comment faire pour avoir un champ avec toutes ces propriétés ? C’est ce que fait la construction de Higgs. L’état fondamental d’un champ, c’est son état de plus faible énergie. Donc il nous faut un champ dont l’état de plus faible énergie n’est pas zéro à basse température. La solution est schématisée sur le graphique ci-contre : qui montre l’énergie du champ de Higgs à haute et basse température.
Nous sommes au bout de notre construction : en introduisant le champ de Higgs avec la bonne forme de l’énergie à haute et basse température, on créé la mélasse qui va en quelque sorte freiner les bosons W et Z, et donc leur donner de la masse !
Précisons en cadeau bonus que l’utilisation du mécanisme de Higgs permet également de donner de la masse aux autres particules, si on le souhaite. Par contre il n’explique pas du tout pourquoi certaines particules ont une masse élevée, et d’autres une masse beaucoup plus faible. C’est l’épineux problème théorique dit de la hiérarchie des masses.
Et le boson de Higgs, il est où ?
Mais, au fait, je n’ai parlé que du champ de Higgs pour l’instant. Il est où le boson ? Et bien comme toujours en mécanique quantique, il y a la dualité onde/corpuscule. De même qu’au champ électromagnétique on peut associer une particule, le photon, au champ de Higgs on peut associer une particule : le boson de Higgs. Donc si le champ de Higgs existe vraiment, le boson doit exister aussi.
Si tout cela est vrai, reste à le découvrir. Un certain nombre de considérations permettent de le cerner : on est capable de dire quelle masse ce boson devrait approximativement avoir, et si la théorie est correcte, le LHC devrait le mettre en évidence. Mais si le boson de Higgs n’est pas trouvé, rien de bien grave. Ça signifie que le mécanisme de Higgs n’était pas le bon. Il faudra en trouver un autre !
Je précise pour les esprits chagrins, que si le boson de Higgs n’est pas trouvé, ça ne signifiera nullement qu’on a gâché notre argent au CERN. Bien au contraire, l’absence du boson de Higgs sera une découverte scientifique bien plus important et riche que sa présence !
87 Comments
Vous avez fait un travail magnifique ! La théorie de Higgs, encore un peu obscure vu l’avancement réduit en physique quantique de mes études, m’a ré-expliqué en quelques minutes ce que je pensais avoir compris !
Par contre, j’aurais une petite question : la théorie de la grande unification nous suggère l’existence dans les premiers instants de l’Univers de bosons X et Y, de masse au alentour de 10²⁵ GeV. Si l’existance du boson de Higgs se confirme, comment allons-nous vérifier l’existence de ses bosons et valider la théorie ?
Juste un point pour préciser : dans ce billet je n’ai parlé que de l’unification électrofaible, c’est à dire « électromagnétisme + interaction faible ». Et nous avons vu qu’une de ses prédictions est l’existence du boson Z, qui a effectivement été trouvé.
On peut aller encore plus loin, en essayant d’ajouter l’interaction force. C’est à dire faire une théorie « électromagnéstime + interaction faible + interaction forte ». Là aussi ce qui permet de l’envisager c’est le fait qu’une théorie de jauge peut aussi décrire l’interaction forte.
Seulement là aussi ça n’est pas si simple. Pas tellement à cause de la masse des bosons médiateurs (les gluons ont l’air d’être de masse nulle) mais parce qu’il existe plusieurs manière de faire cette « grande unification », et que chaque manière conduit à des prédictions qui n’ont pas été vérifiées jusqu’ici.
Par exemple la manière la plus simple, le modèle de Georgi-Glashow dit « SU(5) » prédit l’existence de nouvelles particules (les bosons X et Y) et aussi prédit que les protons devraient de temps en temps se désintégrer. Or ça, on ne l’a jamais observé !
Bonjour, merci pour ce super article, c’est limpide!
Just une question par simple curiosité, si les photons et les gluons sont tous deux de masse nulle, pourquoi les scientifiques n’essaient-ils pas d’abord d’unifier l’electromagnetisme avec l’interaction forte puis d’y greffer l’interaction faible, plutot que le contraire?
Bonne question ! Je ne suis pas sûr d’avoir la réponse…
Formellement parlant, pourquoi est-ce qu’une théorie de jauge basée sur le groupe SU(3) x U(1) n’unifie pas électromagnétisme et force forte ? Il me semble que ça permet de les « juxtaposer » mais pas de les décrire comme « unifiées », en ce sens qu’à haute température elles sont confondues.
Quelqu’un a une meilleure réponse ?
Simplement Merci. j’ai presque tout compris, mais je vais relire l’article. A-t-on trouvé le boson de Higgs depuis ?
Statistiquement , combien de collidion faut il pour avoir le boson de higgs ?
Très beau billet en effet. Je suis bien content de ta conclusion : « l’absence du boson de Higgs sera une découverte scientifique bien plus importante et riche que sa présence » — c’est aussi mon opinion et je me sentais un peu seul 🙂
pourriez vous développer votre pensée sur les conséquences de la non existence du boson de Higgs?
merci
très bonne question moi aussi je vais y réflechir …
Pingback: Le boson de Higgs expliqué à ma fille | Beyond the cave wall | Scoop.it
Pingback: Le boson de Higgs expliqué à ma fille | Veille & Culture numérique | Scoop.it
Pingback: Le boson de Higgs expliqué à ma fille | Astronomy Domain | Scoop.it
Rien compris 😉
C’est normal ??
spam spam spam spam
wonderful spam !
Voilà une autre analogie : imagine un bar bondé. Si tu rentres, il n’y aura pas beaucoup de personne qui viendront te voir et te freineront. Par contre, si notre cher auteur rentre dans le bar, une foule d’admirateur va vite l’entourer, gênant sa progression et diminuant sa vitesse. C’est comme s’il pesait plus lourd, vu que vitesse et masse sont liées. Les bosons de Higgs, ce sont les fans qui en fonction de la popularité donne des masses différentes aux personnes/particules.=
Je ne sais pas si notre ami des fourneaux a mieux compris, je suis sur que ScienceAmusante fera mieux !
Pingback: Tout savoir très simplement sur le boson de Higgs | Jade Le Maître - Science et Web
Pingback: Le boson de Higgs expliqué à ma fille | Echos de sciences | Scoop.it
Passionnant comme toujours. J’aime beaucoup l’analogie de la boule de bowling qu’on s’échange pour expliquer les médiateurs des forces.
Par contre j’avais compris que si l’on ne trouvait pas le boson de Higgs ont serait surtout ennuyé du fait que sans lui, le modèle standard prédit catégoriquement qu’aucune particule n’a pas de masse. C’est gênant…
Au fait que représentent les axes x et y de ton graphique du champ de Higgs?
Sur les masses, et pour autant que je le comprenne, c’est uniquement pour les bosons médiateurs (décrits par une théorie de jauge) que la question de la masse pose problème.
Par exemple pour l’électron (les fermions en général), tu introduis explicitement la masse dans le lagrangien du champ de Dirac . Tu n’as pas besoin d’un mécanisme de Higgs pour donner de la masse à l’électron.
Mais pour les champs de jauge, tu n’as pas le droit d’introduire la masse explicitement dans le lagrangien (par ex sous la forme d’un terme m^2 A^2, où A est le potentiel vecteur) sinon tu brises l’invariance de jauge.
Pour les axes de mon graphique, j’ai effectivement été imprécis. Il s’agit en ordonnée du potentiel du champ de Higgs (qui apparaît dans le lagrangien du champ de Higgs), et en abcisses c’est le module carré du champ.
« tout se passe comme si la boule de bowling avait été le médiateur d’une force répulsive entre vous deux. Avec les 4 forces fondamentales, c’est pareil ». Juste excellent! Ça c’est de la métaphore efficace! Merci pour ce billet. Un régal 🙂
Merci pour tes compliments Alan !
Oui j’aime les métaphores mécaniques… même si comme toujours il y a des limites. Par exemple ici, l’analogie de fonctionne que pour la répulsion !
Bonjour.
Cela marche également pour l’attraction…en inversant le sens du temps. Á l’échelle quantique la flèche temporelle est moins orientée et l’effet bowling sur les particules élémentaires peut en être affecté.
Cordialement.
Bonjour,
J’ai une question toute bête.
Si le boson de Higgs existe vraiment, il doit alors exister à l’état naturel.
Donc il est partout autour de nous.
Ma question : au lieu de fabriquer un boson de Higgs de toute pièce dans le LHC, pourquoi ne pas le chercher dans « un tube à essaie » ? Puisqu’il y est déjà.
Merci,
Alain
Bonjour,
Ca n’est pas si simple, car ce qui existe à l’état naturel, c’est plutôt le champ de Higgs. Le boson n’est qu’une des manifestations du champ.
C’est exactement comme les ondes électromagnétiques et le photon. On peut baigner dans les ondes électromagnétiques (par exemple radio) sans forcément pouvoir mettre en évidence directement les photons. pour cela, il est plus simple de les créer pour les mettre en évidence.
Bon après si on creuse, ça se complique. Car un champ électromagnétique peut se voir comme une soupe cohérente de tout un tas de photons qu’on ne sait pas individualiser. Donc pour le Higgs ça doit être pareil, en fait j’imagine on baigne dans une superposition cohérente d’état de boson de Higgs, mais ça n’est pas hyper clair pour moi.
Merci pour votre réponse si rapide 😉
En fait on peut individualiser une soupe de photon avec par exemple un capteur CCD.
On parle même d’un rendement du capteur ou « efficacité quantique du capteur », c’est-à-dire le nombre de photon captés par photosite pour fournir un électron.
J’en conclus qu’il n’existe pas de capteur CCD à boson de Higss 🙂
Bonjours !
jpbkanfen dit : `On ne peut pas séparer le contenant du contenu quand il interagissent, on ne peut qu’étudier les liens qui les unissent.
Si les parties forme une mécanique par imbriquement, je suis d’accord !
Par contre si les parties forme une mécanique par intriquement cela est faux, car le principe d’intriquement soutient que les parties ont une interaction tout en étant séparer l’une de l’autre.
Pour ma part c’est pour cela que le Boson de Higgs est dificile a trouver, car il est possiblement une particule d’intriquement et non une particule d’imbriquement.
Cats
Pingback: 10 principes physiques pour 10 candidats | Matières Vivantes
Merci pour cet article. Ça fait du bien de s’y remettre
Je dois avouer que ça prend une jolie couleur cet article avec la découverte de ce matin…
Une réaction de l’auteur ? 🙂
Pingback: Le boson de Higgs expliqué à ma fille | Actualité des sciences | Scoop.it
Pingback: lna988 | Pearltrees
Pingback: Pause estivale, avenir transatlantique et loi de Zipf « Science étonnante
Pingback: Boson de Higgs : qu'est ce que c'est ? | Pearltrees
Pingback: D’où vient le boson de Higgs ? | Strip Science
Pingback: La localisation d’Anderson « Science étonnante
bonjour,si le champ de higgs n’alloue pas une masse au photon qui est de sa famille,c’est certainement pour conserver la brillance du soleil,les réactions de fusion au sein du soleil auraient étés toutes autres et ‘l’interaction électrofaible n’aurait pas lieu.Même la supersymétrie ne peut créé une superparticule(photon massif);le superphoton sera toujours un photon,non massif,et puis aucune superparticule n’a été créée ou détectée à nos jours;la susy demeure brisée.
et puis,l’onde électromagnétique lumineuse n’a jamais rencontré le champ de higgs ,puisque la lumière n’est apparue que 380 000ans après le Big Bang ,donc on ne peut parler d’interaction primordiale:boson de higgs-photon,( champ de higgs-photon);c’est peut être l’inverse qui s’est produit,à cette époque de l’expansion de l’univers;le photino(superparticule) de masse non nul (existait à cette époque) a interagit avec le champ de higgs et a produit le photon,donc la lumière.Conclusion:le champ de higgs alloue une masse par inertie aux particules élémentaires comme il peut en extraire,c’est à dire transformer sa masse en énergie lumineuse(photon).
JE BEAUCOUP APPRISSIEZ CET DE COUVERTE BON COURAGE A TOUS LE CHERCHEUR
Pingback: Les 7 merveilles de la mécanique quantique | Science étonnante
Pingback: Pourquoi je n’aime pas le boson de Higgs | Science étonnante
Pingback: Le boson de Higgs expliqué à ma f...
Avoir un prof de physique comme vous est une invitation à embrasser la carrière de chercheur. Merci pour ce billet si simple et si clair. Une question: peut-on dire, avec cette confirmation de l’existence du boson de Higgs, que la théorie du Big-Bang est désormais absolument vraie?
Difficile de faire un commentaire qui me fasse plus plaisir ! Si ce blog me permet de créer ne serait-ce qu’une vocation de chercheur, je n’aurai pas perdu mon temps !
Sur le Higgs et la théorie du Big-Bang, en gros ça n’a rien à voir 🙂 (même si on aime bien mettre ça en avant dans les journaux et les mauvais livres)
Notre système actuel en physique théorique repose sur deux bases :
* la mécanique quantique, qui culmine avec le « modèle standard de la physique des particules » qui décrit l’infiniment petit, et dont le boson de Higgs constituait la dernière pièce encore jamais observée.
* la relativité générale, qui culmine avec la théorie du Big-Bang, qui explique essentiellement l’histoire de l’Univers, la formation de la matière et des galaxies.
Bien sûr il y a quelques ponts entre les deux, notamment dans le fait que l’histoire primitive du Big-Bang fait appel à des notions de mécanique quantique. Mais nulle part dans la théorie du Big Bang on ne parle du boson de Higgs.
Morale de l’histoire : le Higgs confirme le modèle standard de la physique des particules, mais ne confirme en rien le Big Bang.
Et puis en sciences, une théorie n’est jamais « désormais absolument vraie ». 🙂
tout est relatif,voila ce qu’il ya d’absolu:une théorie ne peut être vraie que pour une période déterminée,après quoi elle est surpassée;ce qui est sûr ,c’est que la masse d’une particule n’est plus une propriété intrinsèque,mais elle le résultat de la mesure de l’interraction de la particule avec le champ de Higgs.L’annihilation particule-antiparticule ,la brisure de symétrie,le Big BANG,l’energie ,la matière(quark) et(E=mc2),le champ de Higgs,l’ère baryonique,l’atome,la molécule….telle est l’évolution de notre univers aux premiers instants qui suivirent le B.B
Je viens de commencer à lire ce blog et je suis content de trouver cette qualité sur internet ; l’attitude de pensée est super , de haut niveau et un peu détachée ; bon on ne peut pas tous être à la hauteur (dont moi en particulier) mais j’ai l’impression d’apprendre qq chose en lisant les articles ; j’ai un niveau convenable en mécanique analytique et j’aurai une question de ce type issue de l’article:
une force peut se définir comme la variation d’une quantité de mouvement et les bosons , médiateurs de force , permettent les échanges d’impulsion (qté de mouvement) entre particules de façon à les éloigner ; quel mécanisme a-t-on imaginé pour par exemple que les fermions restent concentrés en un noyau?
Merci pour votre blog
D.P.
Dans le cas par exemple des noyaux atomiques, les protons et les neutrons sont maintenus ensemble par la force nucléaire forte, qui est attractive. Clairement on touche ici les limites de l’analogie de la boule de bowling comme médiateur, car l’analogie ne fonctionne que pour les forces répulsives.
Et moi qui me suit moqué il y a 30 ans de mon prof qui parlait de « force d’attraction » dans les études de gravitation ; je lui ai demandé quels invisibles ressorts ou élastiques l’univers utilisait pour créer des « forces d’attraction » ; j’ai insisté sur l’idée que les forces sont issues d’échanges d’impulsions , donc que les forces de gravitation sont des poussées sur les corps qui font comme si il y a attraction ; il m’a dit que si j’étais si malin , je n’avais qu’à l’écrire ; je le fis (cela amène la loi de Newton et l’expression de G sur la base d’un champ de particules ayant un certain taux d’interaction )et lui ai montré le résultat ;il dit « pas de fautes de raisonnement ni de calcul » , et puis je terminai mes études d’ingénieur ..; ce fut ma réponse au prof par un mécanisme possible (certainement parmi d’autres)
Je croyais que pour la mécanique des particules on avait pu établir un schéma de l’action des médiateurs de force
Encore merci , du coup , je découvre Feynman ,et je relis Schrödinger
D.P.
La mécanique quantique et la relativité générale ont conduit la physique dans une impasse;ou bien la gravité n’est pas une force fondamentale(la force d’entropie en est plus générale),ou bien considérer l’antigravité comme 5ième force et l’intégrer à la gravité.
je ne suis pas physicien , mais j’ai su que l’entropie a pour unité le Joule/°K ; unité plutôt issue de la thermodynamique qui a un rapport éloigné avec les forces (sauf si on multiplie par une température et que l’on divise par une longueur…mais on pourrait faire la même chose avec beaucoup d’autres unités) ; par ailleurs je ne sais pas ce qu’est une force fondamentale ; et pour la gravitation , on sait comment cela se comporte mais on ne connait pas réellement le mécanisme de production de force ; alors pour l’antigravité…il y a du chemin à faire ; je suis un peu étonné que quelqu’un n’ait pas encore créé la constante G’ qui est égale à -G et qui donnerait ainsi l’explication (type entropie) de l’antigravité.
salut DAVID http://sciencetonnante.wordpress.com/2011/06/06/la-gravite-une-force-emergente-dorigine-entropique/
salut DRAVOV http://sciencetonnante.wordpress.com/2011/06/06/la-gravite-une-force-emergente-dorigine-entropique/#comment-2533
J’ai lu le doc (bien fait comme d’habitude) sur les forces d’origine entropique qui pourraient être gravitationnelles ; comme dit on calcule l’accroissement d’entropie par rapport à une longueur et on multiplie par une température et on obtient une dimension de force , mais l’usage de formules à tout prix en vue d’un but n’est pas élégant , de plus nada sur le mécanisme de production de force par interaction.
Mais j’ai pu lire le doc de Tom Cloud et je suis enchanté de trouver un point de vue qui correspond à mon sentiment sur le fontionnement de l’univers (en tant que mécanicien , il me faut des particules qui possèdent une impulsion et là il y en a)
lien au doc de TOM CLOUD merci
Glurps , c’est Tom Roud ,(et non Tom Cloud que j’ai mis aux cieux) vu dans l’article de David sur l’entropie, avant le paragraphe ‘pour les motivés’ ou dans le genre
Pingback: Comment être sûr qu’un résultat scientifique est vrai ? | Science étonnante
Le boson de Higgs est une grosse blague analogue au phlogistique démoli par Lavoisier ou l’éther par Einstein.
Pourquoi ce boson serait une blague ? Ne crois-tu donc pas non plus à l’antimatière ?
Claire et limpide ! Merci beaucoup pour ces explications ! 🙂
Pingback: Monde | Pearltrees
Intéressent mais pas asser pousser je trouve
Bonjour, quelque chose me dérange dans cette démarche. Introduire un nouveau champ/boson pour justifier la masse de ces bosons n’est-ce pas introduire une nouvelle interaction et dans ce cas est-elle fondamentale ou est elle liée à une autre?
On pourrait penser qu’elle est liée à la gravitation mais en théorie la masse grave et la masse inertielle n’ont pas de lien, et ici on ne parle que de masse inertielle si j’ai bien compris.
Et ce champ de Higgs étant présent en tout point de notre univers, est-il une propriété intrinsèque de ce dernier? (une sorte d’éther? 🙂 pardon, je ne voulais pas employer ce mot!)
Merci beaucoup
Si vraiment j’ai dit une belle connerie, faut pas hésiter à me le dire non plus David!!
je reviens à une base (la mienne) ; si il y a interaction entre deux « choses » , on doit pouvoir faire l’inventaire de ce qui est échangé entre ces deux choses (energie, impulsion charge..) et avoir une idée de la forme matérielle du support ;pour l’inventaire des échanges , les théories actuelles savent faire , par contre , pour une idée du support matériel utilisé (en fait , comment ça marche) là , pas grand chose…et l’on se replace dans la théorie pour par exemple expliquer (vulgariser) que c’est la masse qui courbe localement l’univers et fixe donc la trajectoire. (ce qui est juste lorsque l’on se place dans le cadre de la théorie qui colle très bien a ce que l’on peut observer) ,,mais le comment ça marche….
Voici la première question du sujet de physique du bac S 2014 (authentique, vérifiez si vous ne le croyez pas) :
« En quoi l’observation du boson de Higgs permet-elle de compléter la théorie du modèle standard ? »
Espérons que les candidats auront lu cet excellent billet…
Pingback: Les particules | Pearltrees
>> Alain B, cette particule à existé aux premiers instants de l’univers (qq sec à 1 ou 2 mn seulement), seul le LHc permet de retrouver des conditions qui prevalaient alors et de faire revenir ce boson à la vie
>> libre cours, la lumiere n’est pas apparue 380 000 ans apres le big bang, jusqu’a cette date elle etait intriquee avec la matiere un peu comme les photo qui mettent 100 000 ans à sortir du soleil
dur dur de comprendre tout cela
merci de me permettre de connaitre ce monde extraordinaire qu es la physique j ai l impression de sortir de l obscurité et tout ca avec une pointe d humour!
je ne suis pas scientifique mais un manuel de 44 ans qui n a pas eu une scolarité tres instructive!!
merci encore.
lionel
Pingback: Particules | Pearltrees
Pingback: Evariste Galois, la théorie des groupes et la théorie de l’ambiguïté partie historique | Thomassonjeanmicl's Blog
Pingback: Sciences - Savoir connaissance | Pearltrees
Bonjour David
« Puis Maxwell a compris qu’ils n’étaient que deux manifestations différentes d’un même objet : le champ électromagnétique, »
Puisque c’était déjà un seul « objet » il n’a rien « unifié ». J’aurais aimé lire : « …deux manifestations différentes d’un seul objet comme la distance et le temps qui donne l’espace-temps ». 🙂
« …à l’époque où l’Univers était très chaud, les forces ne faisaient qu’un, »
Mais la gravitation n’est pas une force. Dixit Einstein.
« et c’est le refroidissement de l’Univers qui les a fait se dissocier. »
Encore de l’alchimie? Pourquoi ne pas dire que c’est la dilution de la densité produite par l’expansion qui est responsable?
« Par contre il n’explique pas du tout pourquoi certaines particules ont une masse élevée, et d’autres une masse beaucoup plus faible. C’est l’épineux problème théorique dit de la hiérarchie des masses. »
Probablement parce que la température n’a rien à y voir et que la hiérarchie des masses est facilement explicable par la densité énergétique de l’univers à chacune de leur apparition (question pour la particule de s’équilibrer avec son environnement qui ne cesse de se diluer). Mais pour cela il faut accepter que la masse en question soit de « l’énergie de masse » et non une boule de matière. Cette explication de la hiérarchie de masses fait partie de mes élucubrations personnelles. 🙂
Comme tu vois, je n’aime pas le boson de Higgs moi non plus.
Pingback: La renaissance du temps article 4) Partie II chapitre 11 | Thomassonjeanmicl's Blog
Je trouve ça très intéressant xD
Jeanne Vedel
j’ai conpris l’ideé ( boule de bowling comme un mediateur ) sur ce jvai prouver la theory des corde au revoir
Bonjour
Une très bonne explication riche et surtout abordable
Ils disent avoir trouvé le boson de higgs qu’est ce qui leurs permet cette affirmation
tres cordialement Yves
Pingback: La clé de Salomon - Le blogbook de Cassiopée
Bonjour, je ne suis pas scientifique à la base, mais j’aimerai savoir si par exemple « la musique », pourrait-être considérée comme un champ électromagnétique qui permettrait de stimuler les fameux bosons dont vous parlez ? Exemple : écouter une musique, qui raisonne en vous, vous pousse à danser, à chanter, provoque des émotions… en résumé active les bosons afin de créer la masse d’energie qui vous pousse à vous mouvoir ou vous émouvoir ?
Sauf erreur et sans vouloir vous importuner, je crains que vous ne soyez « à côté de la plaque ».
Et pas qu’un peu 🙂
einstein albert physicien
avait dit « » » » » » » » » plus on va vite plus le temps est court » » » »
mais alors :
a quoi cela va t il nous servir d aller plus vite ,,,,, pour mourir plus vite ,?
c est con NON ,?
Vous avez fait une bonne démonstration de ce que pouvez être le champ de Higgs, mais la physique est l’étude des phénomènes naturelle qui n’a pas besoin de notre mathématique pour agir. Les calculs viennent après et ça nous permet aussi d’aboutir à des bonnes probabilités. En démontrant ce que pouvez être le champ de Higgs, j’ai fort apparié que ça n’existe pas.
Les températures basses auxquels vous faites allusion n’étaient pas atteint après des milliers d’année après le Big Bang or, certains particules à ce moment-là comportaient déjà des masses. Je sais que vous n’avez aucun intérêt de défendre l’existence de ce champs dont beaucoup d’astrophysicien en ont fait un credo. J’ ai seulement envie de comprendre.
et ma femme elle qui pense qu a une chose les vacances et les bijoux les robes les escarpins ,,,, putain mais le bozon de higgs que je lui ai dis tu y pense au moins ,,?? ELLE M A REPONDU
j en ai rien a foutre de ces deux mecs bozon et higgs !!
voila les femmes ,,, est ce que ca vaut la peine que ducros se décarcasse ,,?
J’ai été heureux de m’accrocher à vos descriptions, comme si c’étaient des images . savoir et comprendre.
Comme je n’ai pas de compétence particulière je vous affirme que quelques loupiotes se sont allumées : je comprends que le chaos est l’ordre des choses et la nature même.
Que l’on me dise que tout cela : univers et « science: » n’a d’ETRE que parce que NOUS observons et identifions. Sans la « reconnaissance » il n’y a même pas d’univers , et je ne suis pas sûr qu’un animal puisse. « créer » cette réalité. Vous entretenez la création en la dépouillant.
Les animaux à qui on prête de plus en plus de la conscience, ont-ils leur » connaissance »?
Nécessairement pas sous l’aspect quantique que vos esprits modélisent.
S’il est autre que quantique et donc que cette « bon dieu de particule » n’a rien à voir avec le mystère élaboré auquel nous prêtons tant de noms? alors pourquoi, ne pas sauter sur les descriptions bibliques de la création, sur les nirvanas , ou bien les fils d’argent nombrilaires; les conceptualiser jusqu’à en extraire, non la particule ultime , mais le sens évident.
Je n’ai aucune curiosité mathématique, bien que l’univers du chaos me satisfasse et que les images des forces universelles interactives me paraissent aller de soi!
Mais, comme vous l’avez souligné Higgs et Einstein ne font pas la même chose.
A la fin Einstein et ses pairs ont parlé de DIEU (vieillesse?) se référaient de DIEU qui doit bien trouver une petite place dans la quête de la vérité fondamentale. Il est bien CURIEUX, que personne n’ait encore eu le courage de s’atteler à « comprendre » les descriptions bibliques et autres (toutes les civilisation) de la « création », qui sont autrement plus élaborées que o00, BB, etc…On adore le Verbe , alors qu’il serait intéressant de le comprendre et connaitre ce motif initial de l’univers!
Plus beaucoup de courage chez les hommes, depuis qu’on décapite le curieux!
En fin de compte la théorie, n’est pas plus avancée dans la connaissance du sens de l’univers que ne l’est le petit prêtre qui brandit l’hostie de la connaissance ultime.
Mais sans vos esprits qui se régalent de chatouiller les abstractions mathématiques par pur hasard, nous nous se serions que des sans dents chers aux politiques. Merci.
Bonsoir. Merci beaucoup pour cette explication. Je comprends mieux maintenant d’où vient ce boson de Higgs. Je n’arrivais pas à le placer correctement dans le modèle standard, car même s’il est appelé « boson » il n’a absolument pas la même fonctionnalité que les autres bosons attribués aux 4 forces fondamentales reconnues.
Aussi les scientifiques veulent lier ces quatre forces et ainsi comparer un instant T avec d’autres temporalités n’ayant certainement pas eues les mêmes pressions (que j’envisage comme des changements de températures et d’altitudes) et les mêmes tensions (que j’envisage comme une force, telle une corde de guitare que l’on tirerait à son maximum) qu’à l’heure actuelle. Difficile d’envisager cela pour ma part…
Toutefois je tiens à préciser que je n’ai jamais fait d’études scientifiques et suis donc certainement très loin d’avoir toutes les données nécessaires à une bonne compréhension de cette problématique d’unification.
P.S : petite question qui me trotte dans la tête : pensez-vous qu’il pourrait exister un autre champ capable d’englober les 4 autres et qui serait à même de redistribuer masse, force, matière et énergie manquantes au fils du temps à l’une de ces forces ? Redistribution qui serait faite depuis une autre matière ou une autre énergie qui pourrait se trouver temporairement au repos ?
(Vous n’êtes pas obligé de répondre, car je conçois que cela parait totalement surréaliste et assez proche de la science fiction)
Ce qui prime avant tout, c’est de vous remercier encore une fois pour l’excellent travail que vous avez effectué. Merci.
« P.S : petite question qui me trotte dans la tête : pensez-vous qu’il pourrait exister un autre champ capable d’englober les 4 autres et qui serait à même de redistribuer masse, force, matière et énergie manquantes au fils du temps à l’une de ces forces ? »
Il est probable que ce que nous appelons le « vide » le puisse muni de l’information nécessaire. Tout ne serait donc que dépendant de la grammaire de l’information.
Tout d’abord un grand merci pour cet éclairage sur le mécanisme de Higgs.
Les deux affirmations suivantes posent question:
« Précisons en cadeau bonus que l’utilisation du mécanisme de Higgs permet également de donner de la masse aux autres particules, si on le souhaite. Par contre il n’explique pas du tout pourquoi certaines particules ont une masse élevée, et d’autres une masse beaucoup plus faible. »
« si on le souhaite »: qu’entendra vous par là? Est-ce à dire que la théorie électrofaible est incomplète et reste une hypothèse en ce qui concerne l’acquisition de la masse des fermions par le mécanisme de Higgs et que certains paramètres de la théorie sont arbitraires? Quelles expériences permettraient de déterminer ces paramètres qui concernent le couplage des fermions au champ de Higgs?
En ce qui concerne la hiérarchie des masses inexpliquée, cela suggère que chaque type de fermions aurait tout de même une propriété intrinsèque qui générerait un couplage différent au champ de Higgs pour chaque type de particule.
Une autre question plus générale est liée à la masse inerte induite par le mécanisme de Higgs. Le principe d’équivalence dans la relativité générale stipule l’égalité entre masse inerte et masse grave. Ce principe est vérifié à grande échelle ou au niveau macroscopique. Mais en est-il de même au niveau subatomique à des échelles où intervient alors la mécanique quantique? D’un côté nous avons une courbure de l’espace temps à grande échelle, de l’autre un mécanisme de Higgs à l’échelle sub atomique. Rien ne dit que masse grave et masse inerte sont identiques à petite échelle. Ou bien à l’opposé si masse inerte et masse grave sont identiques à toute échelle, alors il pourrait exister un lien entre le mécanisme de Higgs et une gravitation alors quantifiée.