Question de physique, relation masse-énergie

Bonjour,
Je suis en train de tenter une reconversion en PACES et je suis une quiche en physique. Jusqu'à présent, ça va et je me débrouille pas trop mal pour m'accrocher… mais là, j'ai un cours sur lequel je sèche totalement :
http://pix.tdct.org/upload/original/1505582200.jpg

Dans la colonne matérialisation, j'ai compris le premier truc (ce qui est entouré au crayon de bois), le photon qui se convertit en électron/positon, puisqu'en cherchant sur internet "matérialisation", on tombe sur des explications de ce phénomènepar contre, je ne pige pas du tout le dessin en dessous, l'histoire du boson w-, de l'antineutrino et de l'électron. Ça correspond à quoi ?

Le boson W^- se désintègre en électron et anti-neutrino électronique. Par contre, le boson W^- n'est pas de masse nulle...
Je ne vois pas trop ce que cela vient faire dans un phénomène de matérialisation.

Ce machin est incompréhensible et faux, à jeter à la poubelle illico presto. Pour commencer, les bosons W+/- et Z0 vecteurs de l'interaction faible n'ont pas une masse nulle (environ 80GeV/c^2 pour le W).
Ensuite, absolument rien n'est expliqué. Pour faire rapide, toutes les interactions (sauf peut être la gravité), sont réalisées par l'échange de particules de type boson : les photons (la lumière) pour l'électrodynamique, les bosons W+/- et Z0 pour l'interaction faible, et les gluons pour l'interaction forte. Ces bosons , contrairement aux particules de "matière" (les fermions) peuvent être plusieurs au même endroit et dans le même état.  Quand un électron rencontre un positron (ce sont deux fermions), une des possibilités est qu'ils se transforment en deux photons : on passe ainsi de deux particules de matière à deux particules qui ne sont pas "matérielles" (bosons), d'où le mot anihilation qui est employé
dans ton poly.

De plus, le neutrino électronique a une masse (faible certes) puisqu'il oscille en neutrino muonique et neutrino tauique.
Donc l'antineutrino électronique aura lui aussi une masse contrairement à ce qu'indique le document

Ilona a écrit:De plus, le neutrino électronique a une masse (faible certes) puisqu'il oscille en neutrino muonique et neutrino tauique.
Donc l'antineutrino électronique aura lui aussi une masse contrairement à ce qu'indique le document

Qq chose me dit que ce n'est pas dans le bon topic... 😛

J'ai reposté, au début, j'avais fait une erreur
Là, je crois que c'est bon.

Super, merci pour toutes les explications, c'est carrément plus clair !

Niht a écrit:Le boson W^- se désintègre en électron et anti-neutrino électronique.

Bon, je vais retenir ça, je suppose que c'est ce que veut dire le dessin.

frdm a écrit:à jeter à la poubelle illico presto

Uh… Oui mais non, en fait.

frdm a écrit:Ensuite, absolument rien n'est expliqué. Pour faire rapide, toutes les interactions (sauf peut être la gravité), sont réalisées par l'échange de particules de type boson : les photons (la lumière) pour l'électrodynamique, les bosons W+/- et Z0 pour l'interaction faible, et les gluons pour l'interaction forte.

J'ai un poly qui cite parmi ces bosons de jauge, le graviton (de spin égal à 2) pour la gravitation. Son existence n'est pas encore prouvée? Et le boson de Higgs (spin nul) dans tout ça? C'est le boson du champ de Higgs. J'ai un peu de mal à comprendre ce qu'il fait là vu qu'on dit qu'il n'existe que quatre interactions fondamentales (gravitation, électromagnétisme, faible et forte)... Je crois savoir que c'est grâce à ce boson que les particules (lesquelles d'ailleurs?) ont une masse mais bon, je trouve ça un peu flou...

Sinon, je confirme, le poly mis dans le premier post est moche!

On a bien détecté des ondes gravitationnelles, mais il n'y a pas encore de théorie quantique de la gravitation satisfaisante. Le graviton est conjecturé mais pas observé, et effectivement, s'il existait, il aurait un spin 2 et une masse nulle.
Le problème du modèle standard, outre le fait qu'il contient une pléthore de particules fondamentales (https://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le_standard_(physique_des_particules)#/media/File:Standard_Model_of_Elementary_Particles-fr.svg) ,  est qu' il décrit des bosons W+/- et Z0 sans masse. Le mécanisme de brisure spontanée de symétrie (de Higgs) a en effet été imaginé pour expliquer leur caractère massif (https://home.cern/fr/topics/higgs-boson/origins-brout-englert-higgs-mechanism). J'espère que c'est un début de réponse à ta question.

ps : j'ai posté des liens mais ils n'apparaissent pas comme tels dans mon message, quelqu'un pourrait-il m'aider ?

Dimka a écrit:Super, merci pour toutes les explications, c'est carrément plus clair !

Niht a écrit:Le boson W^- se désintègre en électron et anti-neutrino électronique.

Bon, je vais retenir ça, je suppose que c'est ce que veut dire le dessin.

frdm a écrit:à jeter à la poubelle illico presto

Uh… Oui mais non, en fait.

Tu fais comme tu veux, mais il le mériterait vraiment . Une erreur supplémentaire énorme que je n'avais pas vue en première lecture : jamais un photon ne pourrait se transformer en paire électron positron, cela violerait une des lois les plus importantes de la physique, la conservation de la masse (au sens relativiste, c.a.d la norme du 4-vecteur impulsion-énergie) : celle du photon est nulle alors que celle de la paire ne peut pas l'être (tu conçois bien qu'un système de deux particules massives ne peut pas être de masse nulle). S'il y a autant d'erreurs dans une seule page, je n'ose pas imaginer la monstrusoité qu'est ce poly !

Ben, pourtant c'est aussi ce qu'ils disent là : https://www.universalis.fr/encyclopedie/materialisation-physique/
(C'est ce que j'ai trouvé en cherchant "matérialisation"…)

PS : pour le lien je pense que c'est à cause des parenthèses directement collées, du coup le forum ne le détecte pas)

Dimka a écrit:Ben, pourtant c'est aussi ce qu'ils disent là : https://www.universalis.fr/encyclopedie/materialisation-physique/
(C'est ce que j'ai trouvé en cherchant "matérialisation"…)

PS : pour le lien je pense que c'est à cause des parenthèses directement collées, du coup le forum ne le détecte pas)

Le diable est dans les détails : il s'agit d'un photon au voisinage d'un noyau, donc il interagit avec les charges du noyau et là, c'est possible. Voici un diagramme (de Feynman) qui montre un processus possible:  https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/64/Electron-Positron_nuclear_Pair_production_Feynman_Diagram.gif/220px-Electron-Positron_nuclear_Pair_production_Feynman_Diagram.gif .     Il est d'ailleurs bien précisé dans l'article que tu cites qu'un photon isolé ne saurait se désintégrer en paire particule-antiparticule pour la raison que je t'ai donnée ( " Le phénomène ne peut avoir lieu dans le vide, où serait impossible la conservation du quadrivecteur énergie-impulsion du photon initial").

ps: je ne suis pas doué, mes liens n'apparaissent toujours pas comme tels.

Une autre horreur dans cette page : Z est le nombre de charge, qui est un entier, et il est ici assimilé à la charge électrique. C'est pour le moins une convention bizarre. Si on exclut les quarks, toutes les charges existantes sont des multiples de la charge dite élémentaire (la valeur absolue de celle de l'électron, notée e et qui vaut environ 1,6x10^-19C), ainsi, pour un proton Z=1, pour un noyau de carbone Z=6 (il a donc une charge +6e. Donc, toute charge s'exprime comme q=Ze avec Z entier.

Bon, après c'est possible qu'il ait donné à l'oral des détails que j'aurais zappés (c'est vraiment un cours où j'ai été complètement largué), la proximité du noyau, par exemple (je l'avais notée dans ma fiche que j'avais faite en lisant universalis).

(C'est bien le soucis avec ce cours, il n'y a que des dessins et des formules, mais aucune explication… )

frdm a écrit:Ce machin est incompréhensible et faux, à jeter à la poubelle illico presto.

Dimka a écrit:

frdm a écrit:à jeter à la poubelle illico presto

Uh… Oui mais non, en fait.

Bienvenu en PACES, ce qui compte n'est pas d'avoir raison mais d'être d'accord avec le prof, afin de cocher la bonne case ;-)

Je viens de découvrir le doc : c'est quoi ce TRUC ???? (la valeur de Z, les masses nulles à gogo, l'étrange "matérialisation" du photon, et j'en passe sûrement)
Heureusement qu'il y a marqué : "ces phénomènes seront revus lors du cours sur la radioactivité" Ah oui, il y a bien des choses à revoir!!!

Tu nous montreras le cours sur la radioactivité hein ? S'il te plaît !!!

En PACES, même si c'est faux il faut apprendre ce que dit le prof car lui seul a raison. Bon courage !

frdm a écrit:On a bien détecté des ondes gravitationnelles, mais il n'y a pas encore de théorie quantique de la gravitation satisfaisante. Le graviton est conjecturé mais pas observé, et effectivement, s'il existait, il aurait un spin 2 et une masse nulle.
Le problème du modèle standard, outre le fait qu'il contient une pléthore de particules fondamentales (https://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le_standard_(physique_des_particules)#/media/File:Standard_Model_of_Elementary_Particles-fr.svg) ,  est qu' il décrit des bosons W+/- et Z0 sans masse. Le mécanisme de brisure spontanée de symétrie (de Higgs) a en effet été imaginé pour expliquer leur caractère massif (https://home.cern/fr/topics/higgs-boson/origins-brout-englert-higgs-mechanism). J'espère que c'est un début de réponse à ta question.

OK mais l'interaction avec le champ de Higgs correspond à une des quatre interactions fondamentales? Ou est-ce une cinquième? Ou est-ce que ça dérive d'une des quatre?...

fullmetalchemist a écrit:

OK mais l'interaction avec le champ de Higgs correspond à une des quatre interactions fondamentales? Ou est-ce une cinquième? Ou est-ce que ça dérive d'une des quatre?...

Rien de tout cela.
Les 4 interactions fondamentales correspondent chacune à des forces "classiques" que l'on observe au niveau macroscopique :
- interaction électromagnétique pour l'électromagnétisme
- interaction faible pour la radioactivité
- interaction forte pour la force nucléaire
- interaction gravitationnelle pour la gravitation
Le champs de Higgs ne correspond qui explique la brisure de symétrie entre les bosons non massifs (photons, gluons et "graviton") et les bosons massifs (W⁺, W^- et Z⁰).
Il n'explique d'ailleurs pas pourquoi certains bosons ont des masses et pas d'autres et la valeur de ces masses.

fullmetalchemist a écrit:

frdm a écrit:On a bien détecté des ondes gravitationnelles, mais il n'y a pas encore de théorie quantique de la gravitation satisfaisante. Le graviton est conjecturé mais pas observé, et effectivement, s'il existait, il aurait un spin 2 et une masse nulle.
Le problème du modèle standard, outre le fait qu'il contient une pléthore de particules fondamentales (https://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le_standard_(physique_des_particules)#/media/File:Standard_Model_of_Elementary_Particles-fr.svg) ,  est qu' il décrit des bosons W+/- et Z0 sans masse. Le mécanisme de brisure spontanée de symétrie (de Higgs) a en effet été imaginé pour expliquer leur caractère massif (https://home.cern/fr/topics/higgs-boson/origins-brout-englert-higgs-mechanism). J'espère que c'est un début de réponse à ta question.

OK mais l'interaction avec le champ de Higgs correspond à une des quatre interactions fondamentales? Ou est-ce une cinquième? Ou est-ce que ça dérive d'une des quatre?...

Comme te l'a dit mesonmixing, rien de tout cela. Je pense qu'à partir d'un certain moment, il faut se plonger dans le vif du sujet si on veut comprendre. Tu peux par exemple regarder là : https://www.theorie.physik.uni-muenchen.de/lsfrey/teaching/archiv/sose_09/rng/higgs_mechanism.pdf , ou ecore ici :
http://web.mst.edu/~hale/courses/Physics_357_457/Notes/Lecture.17.Higgs.Mechanism/HiggsLectureNote.pdf .

En espérant ne pas trop dire d'erreurs (que des plus experts que moi me corrigent sinon), je dirais que la découverte du boson de Higgs semble prouver que le champ de Higgs n'est pas qu'une simple théorie mathématique élaborée pour sauver le modèle standard. Il tend à prouver qu'il est possible d'avoir des bosons massifs pour l'interaction faible alors que les autres sont sans masse (photon dans l'électromagnétisme, gluon de l'interaction forte et graviton) . Si le champ de Higgs a existé au début de l'univers, alors les 4 interactions fondamentales peuvent avoir une origine commune.

frdm a écrit:

fullmetalchemist a écrit:

frdm a écrit:On a bien détecté des ondes gravitationnelles, mais il n'y a pas encore de théorie quantique de la gravitation satisfaisante. Le graviton est conjecturé mais pas observé, et effectivement, s'il existait, il aurait un spin 2 et une masse nulle.
Le problème du modèle standard, outre le fait qu'il contient une pléthore de particules fondamentales (https://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le_standard_(physique_des_particules)#/media/File:Standard_Model_of_Elementary_Particles-fr.svg) ,  est qu' il décrit des bosons W+/- et Z0 sans masse. Le mécanisme de brisure spontanée de symétrie (de Higgs) a en effet été imaginé pour expliquer leur caractère massif (https://home.cern/fr/topics/higgs-boson/origins-brout-englert-higgs-mechanism). J'espère que c'est un début de réponse à ta question.

OK mais l'interaction avec le champ de Higgs correspond à une des quatre interactions fondamentales? Ou est-ce une cinquième? Ou est-ce que ça dérive d'une des quatre?...

Comme te l'a dit mesonmixing, rien de tout cela. Je pense qu'à partir d'un certain moment, il faut se plonger dans le vif du sujet si on veut comprendre. Tu peux par exemple regarder là : https://www.theorie.physik.uni-muenchen.de/lsfrey/teaching/archiv/sose_09/rng/higgs_mechanism.pdf , ou ecore ici :
http://web.mst.edu/~hale/courses/Physics_357_457/Notes/Lecture.17.Higgs.Mechanism/HiggsLectureNote.pdf .

Oula. :missT2: Bon, un jour peut-être...

fullmetalchemist a écrit:

frdm a écrit:

fullmetalchemist a écrit:

frdm a écrit:On a bien détecté des ondes gravitationnelles, mais il n'y a pas encore de théorie quantique de la gravitation satisfaisante. Le graviton est conjecturé mais pas observé, et effectivement, s'il existait, il aurait un spin 2 et une masse nulle.
Le problème du modèle standard, outre le fait qu'il contient une pléthore de particules fondamentales (https://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le_standard_(physique_des_particules)#/media/File:Standard_Model_of_Elementary_Particles-fr.svg) ,  est qu' il décrit des bosons W+/- et Z0 sans masse. Le mécanisme de brisure spontanée de symétrie (de Higgs) a en effet été imaginé pour expliquer leur caractère massif (https://home.cern/fr/topics/higgs-boson/origins-brout-englert-higgs-mechanism). J'espère que c'est un début de réponse à ta question.

OK mais l'interaction avec le champ de Higgs correspond à une des quatre interactions fondamentales? Ou est-ce une cinquième? Ou est-ce que ça dérive d'une des quatre?...

Comme te l'a dit mesonmixing, rien de tout cela. Je pense qu'à partir d'un certain moment, il faut se plonger dans le vif du sujet si on veut comprendre. Tu peux par exemple regarder là : https://www.theorie.physik.uni-muenchen.de/lsfrey/teaching/archiv/sose_09/rng/higgs_mechanism.pdf , ou ecore ici :
http://web.mst.edu/~hale/courses/Physics_357_457/Notes/Lecture.17.Higgs.Mechanism/HiggsLectureNote.pdf .

Oula. :missT2: Bon, un jour peut-être...

Du courage, ce ne sont que des cours de niveau maitrise en théorie des champs !

frdm a écrit:

fullmetalchemist a écrit:

frdm a écrit:

fullmetalchemist a écrit:

OK mais l'interaction avec le champ de Higgs correspond à une des quatre interactions fondamentales? Ou est-ce une cinquième? Ou est-ce que ça dérive d'une des quatre?...

Comme te l'a dit mesonmixing, rien de tout cela. Je pense qu'à partir d'un certain moment, il faut se plonger dans le vif du sujet si on veut comprendre. Tu peux par exemple regarder là : https://www.theorie.physik.uni-muenchen.de/lsfrey/teaching/archiv/sose_09/rng/higgs_mechanism.pdf , ou ecore ici :
http://web.mst.edu/~hale/courses/Physics_357_457/Notes/Lecture.17.Higgs.Mechanism/HiggsLectureNote.pdf .

Oula. :missT2: Bon, un jour peut-être...

Du courage, ce ne sont que des cours de niveau maitrise en théorie des champs !

Moi j'aurais dit DEA... Et ça peut être dur de s'y remettre. Et ça peut sembler impossible de s'y mettre, sans aide :-)