Gravitation

[MIMATA]

Le boson de higgs et le champs de higgs sont une autre piste de réflexion qui va un peu dans le même sens.

[bongo]

Pourquoi dit-on que la gravitation est une force, et de plus, attractive, si elle est une déformation de l'espace temps produite par la masse d'un objet?

Comme le dit mimata, il y a confusion entre deux paradigmes.
Dans le paradigme newtonien, la gravitation est une force, qui agit sur un objet, et provoque la variation de sa vitesse (et qui est inversement proportionnelle à sa masse).
Dans le paradigme Einsteinien, vu que la trajectoire d'un corps soumis à une force de gravitation ne dépend pas de la masse de l'objet, et bien grâce au principe d'équivalence, il a montré que ce n'était pas une propriété du corps en lui-même, mais une propriété de l'espace (et du temps).

Si la gravitation est toujours une déformation de l'espace temps produite par la masse d'un objet, pourquoi faire intervenir l'hypothèse des gravitons, au niveau microscopique?

Parce que la déformation de l'espace-temps est une théorie "classique" du champ gravitationnel, et l'on sait qu'à l'échelle microscopique, le champ de gravitation est quantifié.
Tout champ, décrit dans le formalisme quantique repose sur l'échange de ce que l'on appelle des bosons. La force électromagnétique repose sur ce que l'on appelle des échanges de photon, l'interaction faible sur l'échange de boson intermédiaire (les fameux W et Z), l'interaction forte sur l'échange de gluons.

Dans une théorie quantique de la gravitation, à champ faible, où la courbure de l'espace-temps est négligeable, la gravitation devrait être fondée sur l'échange de gravitons, particules hypothétiques vecteurs de la force de gravitation.

Cependant, une théorie complète de gravitation quantique doit être une théorie de la structure de l'espace et du temps. Et les gravitons devraient être des structures émergentes de quelque chose de plus profond, tout comme l'espace devrait être émergent également.

Pour ce qui est du champ de Higgs, qui a été introduit au départ pour briser la symétrie électrofaible (conférer une masse aux bosons W et Z, et non aux photons), par extension il est également responsable de la masse des autres particules (en fait c'est un peu plus compliqué que ça, dans l'affaire il y a des boson de Goldstone etc...).

Le fait d'accélérer dans un champ de Higgs provoque la manifestation de l'inertie et donc de la masse d'une particule, ça ressemble très étrangement au principe d'équivalence.

[cobra-san]

Merci encore une fois bongo pour cette réponse.
J'ai compris les gravitons sont les agents du champ gravitationnel, comme il y a des agents pour le champ électromagnétique, comme le photon, c'est cela?
Donc au niveau microscopique, l'impact de la gravitation n'implique plus de déformations de l'espace/temps, tellement celle-ci est faible, mais ce fait par l'intermédiaire du champ gravitationnel et de ses agents?
Quelques questions encore,
Dans une théorie "relationnelle", la gravitation n'est pas fondamentale alors?
Si la gravitation n'est pas fondamentale, mais qu'elle émerge comme l'espace et le temps, une théorie du tout pourrait donc s'en passer?
Les gravitons ont-ils leurs gravitons? Et alors, qui est le graviton des gravitons des gravitons?

[bongo]

J'ai compris les gravitons sont les agents du champ gravitationnel, comme il y a des agents pour le champ électromagnétique, comme le photon, c'est cela?

C’est bien ça.

Donc au niveau microscopique, l'impact de la gravitation n'implique plus de déformations de l'espace/temps, tellement celle-ci est faible, mais ce fait par l'intermédiaire du champ gravitationnel et de ses agents?

Ah non non, en champ très fort, tu ne peux plus négliger la courbure de l’espace. C’est pourquoi la description en terme d’espace-temps fixe et échange de graviton n’est qu’une approximation de ce qu’il se passe dans la réalité, où le graviton serait un phénomène émergent de quelque chose de plus profond.

Dans une théorie "relationnelle", la gravitation n'est pas fondamentale alors?
Si la gravitation n'est pas fondamentale, mais qu'elle émerge comme l'espace et le temps, une théorie du tout pourrait donc s'en passer?

Dans une théorie fondamentale, on pense que l’espace et le temps ne sont pas fondamentaux, on ne sait pas non plus si la gravitation l’est… je pense que la vraie réponse doit être dans une compréhension plus profonde de l’inertie (ça a à voir avec le principe de Mach), et il y a peut-être une connexion avec le champ de Higgs Englert Brout Kibble Haggen Guralnik.

Les gravitons ont-ils leurs gravitons? Et alors, qui est le graviton des gravitons des gravitons?

Les gravitons peuvent émettre eux-mêmes des gravitons, donc ça règle ton problème. C’est d’ailleurs une complication supplémentaire étant donné que le champ peut réagir avec le champ enfin… c’est compliqué.

[cobra-san]

bongo,
Quel est le lien pour toi entre champ de Higgs, inertie et gravitation, et , champ de Higgs et Théorie unifiée?

[bongo]

Lien inertie, gravitation :
Vu de la cour de Newton, la masse grave (ou bien la charge gravitationnelle) est la source du champ de gravitation. Il se trouve que l’inertie, qui correspond à la quantité de matière se trouve par coïncidence être proportionnelle à la masse grave (celle qui génère le champ de gravitation).
Depuis l’élaboration de la théorie de la relativité générale, l’on comprend un peu mieux la connexion entre l’inertie et la masse grave. Selon le principe d’équivalence, c’est exactement la même chose. L’inertie est source du champ de gravitation et c’est la même chose que la masse grave.

Lien Champ de Higgs, inertie :
Le champ de Higgs a été introduit pour expliquer l’apparition de la masse dans ce que l’on appelle aujourd’hui les théorie de Yang-Mills qui ne sont cohérentes qu’avec des particules de masse nulle. En terme technique, le Lagrangien de Yang-Mills ne contient pas les termes de masse.
C’est pourquoi le mécanisme de Higgs (et ses compères Brout, Englert, Kibble, Haggen, Guralnik) a été introduit afin de faire émerger la masse. C’est d’ailleurs lié à ce que l’on appelle la physique de la matière condensée, et l’émergence de la supraconductivité qui a mis les physiciens sur la voie (notamment Nambu). En fait ils ont montré que les électrons se mettent en paires de Cooper, créant ainsi un champ scalaire qui interagit avec le photon et lui donne une masse (ce qui explique pourquoi les électrons ne peuvent plus perdre d’énergie en émettant un photon).
C’est pourquoi ils ont eu l’idée d’introduire un champ pour conférer une masse aux bosons W et Z.

Lien champ de Higgs et théorie unifiée :
Les théories de Yang-Mills sont basées sur ce que l’on appelle des symétries (assez abstraites), cependant le monde n’est pas symétriques. C’est pourquoi il faut trouver un mécanisme pour expliquer pourquoi ces symétries sont brisées.
Les théories unifiées se basent sur les théories de Yang-Mills en se basant sur des groupes de symétrie plus vastes que ce qui est utilisé pour le modèle standard des particules. Par exemple dans les théories étendant le modèle standard, il y aurait une symétrie entre quarks et leptons (ce qui n’est pas le cas dans les énergies que nous explorons), c’est pourquoi il faut s’arranger pour briser cette symétrie, et le champ de Higgs ou un de ces avatars pourraient la briser. Je me rends compte en me relisant que c’est très dense, et très abstrait, mais il faut quasiment un cours de physique des particules pour comprendre un peu ce dont il s’agit.