Astronomie, Univers, Planètes et Satellites du Système Solaire, Pratique de l'Astro, Astrophotographie, Théories Scientifiques 

  • Boson de Higgs, supersymétrie, brisure de symétrie etc.

  • La physique quantique est l'appellation générale d'un ensemble de théories physiques qui s'opposent à celle de physique classique, cette dernière ayant échoué dans la description de l'infiniment petit (atomes, particules) et dans celle de certaines propriétés du rayonnement électromagnétique.
    La physique quantique comprend : l'ancienne théorie des quanta, les postulats de la mécanique quantique, la mécanique quantique non relativiste, la physique des particules, la physique de la matière condensée, la physique statistique quantique, la chimie quantique, les théories candidates à une description de la gravité quantique.
La physique quantique est l'appellation générale d'un ensemble de théories physiques qui s'opposent à celle de physique classique, cette dernière ayant échoué dans la description de l'infiniment petit (atomes, particules) et dans celle de certaines propriétés du rayonnement électromagnétique.
La physique quantique comprend : l'ancienne théorie des quanta, les postulats de la mécanique quantique, la mécanique quantique non relativiste, la physique des particules, la physique de la matière condensée, la physique statistique quantique, la chimie quantique, les théories candidates à une description de la gravité quantique.
 #41462    par Tutiou
 mercredi 21 décembre 2016 à 22:51
Bonjour, bonsoir

Je suis actuellement en train de lire "Rien ne va plus en physique : l'échec de la théorie des cordes" de Smolin, juste après avoir terminé "L'Univers élégant" de Grenne. Ce dernier est d'ailleurs super, mais il y a des confusions à la fin au niveau des dimensions... Je ne m'en rappelle plus trop, je reviendrai avec des questions quand j'y rejetterais un coup d'oeil.

Bref, le livre de Smolin a l'air de s'adresser à un public qui connait déjà les théories de la RG, MQ, cordes etc. comme il rentre dans le vif du sujet à chaque fois. Je n'ai jamais lu de bouquin au sujet de la supersymétrie, pourtant importante en théorie des cordes et bien plus, ni sur le modèle standard de la physique des particules, dont je connais uniquement les particules (familles, spin, masse etc.) ou la brisure de symétrie.

J'ai un peu de mal sur ce domaine, mais je le trouve vraiment passionnant. Est-ce que quelqu'un a un livre à conseiller à ce propos ?

Merci bien Y-16
 #41465    par bongo
 jeudi 22 décembre 2016 à 10:18
Tutiou a écrit :Je suis actuellement en train de lire "Rien ne va plus en physique : l'échec de la théorie des cordes" de Smolin, juste après avoir terminé "L'Univers élégant" de Grenne. Ce dernier est d'ailleurs super, mais il y a des confusions à la fin au niveau des dimensions... Je ne m'en rappelle plus trop, je reviendrai avec des questions quand j'y rejetterais un coup d'oeil.
Des confusions pour toi ? Tu parles de Brian Greene ?
Moi je trouve pas... le nombre de dimension, on parle de dimension spatiale, la théorie des cordes imposent le nombre de dimension spatiale. Si ce n'est pas ce nombre, la théorie n'est pas consistante. Et malheureusement, ce nombre n'est pas 3.
En fait il est de 6 (dans l'ancienne théorie des cordes), mais en fait il est de 7 (en raison d'approximation utilisée dans le traitement de la théorie des cordes). Depuis la révolution de 1995 (des branes), on pense que le nombre de dimension spatiale est 7, ce qui permet certaine dualité pour passer d'une version de théorie des cordes à une autre.
Tutiou a écrit :Bref, le livre de Smolin a l'air de s'adresser à un public qui connait déjà les théories de la RG, MQ, cordes etc. comme il rentre dans le vif du sujet à chaque fois. Je n'ai jamais lu de bouquin au sujet de la supersymétrie
Et l'univers élégant alors ? Ca n'en parle pas du tout ?
Il faut comprendre que la supersymétrie a pour origine des travaux russes, et développée indépendamment par les américains. Ca permet une sorte de passerelle entre fermions et bosons.
Il y a un livre grand public sur ce sujet : Gordon Kane "Supersymétrie".
Mais je me demande ce qu'il te faut de plus que ce qui a été présenté dans le Brian Greene.
Tutiou a écrit :pourtant importante en théorie des cordes et bien plus, ni sur le modèle standard de la physique des particules, dont je connais uniquement les particules (familles, spin, masse etc.) ou la brisure de symétrie.
Et bien... sur ce sujet, tu as déjà le Brian Greene, j'ai l'impression que tu as survolé ce livre sans tout comprendre ?
Le modèle standard ce sont les 4 interactions, en fait ce sont plutôt 3 interactions traitées de façon quantique, la gravitation en est exclue. Il se trouve que ce sont les interactions électromagnétique, nucléaire forte, et nucléaire faible...
Dans le modèle standard, une interaction est l'échange de particule virtuelle, que l'on appelle boson de jauge (photon, gluon, intermédiaire).
Il y a aussi une idée de symétrie de jauge locale dans l'élaboration du modèle standard, avec des groupes de Lie du type U(1), SU(2) et SU(3). Je suis surpris que tu ne l'aies pas noté dans la lecture du Brian Greene.
Tutiou a écrit :J'ai un peu de mal sur ce domaine, mais je le trouve vraiment passionnant. Est-ce que quelqu'un a un livre à conseiller à ce propos ?

Merci bien Y-16
Bah Brian Greene pour débuter...
Depuis 2012, il y a pas mal de livre qui sont sortis sur le boson de Higgs, notamment celui de Sean Caroll (le boson manquant), qui est plutôt un spécialiste de RG, mais qui présente très bien le modèle standard, et le mécanisme de Higgs.

En tout cas, ne te décourage pas, je te conseille de prendre des notes, du moins pour faire une synthèse de ce que tu as déjà lu. Tu es sur la bonne voie, on ne comprend pas tout dès la première lecture, et le fait de lire un bouquin puis un autre, puis un autre va te permettre de te forger une forte culture sur le sujet, à défaut d'avoir les éléments mathématiques qui vont bien.
 #41469    par Tutiou
 jeudi 22 décembre 2016 à 13:56
bongo a écrit :Des confusions pour toi ? Tu parles de Brian Greene ?
Moi je trouve pas... le nombre de dimension, on parle de dimension spatiale, la théorie des cordes imposent le nombre de dimension spatiale. Si ce n'est pas ce nombre, la théorie n'est pas consistante. Et malheureusement, ce nombre n'est pas 3.
En fait il est de 6 (dans l'ancienne théorie des cordes), mais en fait il est de 7 (en raison d'approximation utilisée dans le traitement de la théorie des cordes). Depuis la révolution de 1995 (des branes), on pense que le nombre de dimension spatiale est 7, ce qui permet certaine dualité pour passer d'une version de théorie des cordes à une autre.

Oui, la théorie a besoin d'un nombre précis de dimensions spatiales pour fonctionner. Par contre, d'après ce que j'ai compris, ce nombre est de neuf jusqu'à ce que Witten, en 1995, annonce qu'une dimension spatiale supplémentaire était possible.

bongo a écrit :Et l'univers élégant alors ? Ca n'en parle pas du tout ?

Le livre évoque bien la supersymétrie qui est un pilier pour la théorie des cordes, mais j'en ai découvert beaucoup plus avec Smolin. Chez Green, je me rappelle qu'il dit que c'est bien une passerelle entre les bosons et fermions, mais ça s'arrête là.

bongo a écrit :Et bien... sur ce sujet, tu as déjà le Brian Greene, j'ai l'impression que tu as survolé ce livre sans tout comprendre ?

Le début était super, il explique très bien le principe d'équivalence. J'ai aussi bien compris tout ce qui est espace de Calabi-Yau, transitions confold, la constante de couplage. Mais il y a des fois où j'ai eu un peu de mal, mais j'ai continué en pensant retrouver ces mêmes notions dans le livre de Smolin. D'ailleurs, je les ai un peu oubliées... J'irai refaire un tour après Smolin.

bongo a écrit :Le modèle standard ce sont les 4 interactions, en fait ce sont plutôt 3 interactions traitées de façon quantique, la gravitation en est exclue. Il se trouve que ce sont les interactions électromagnétique, nucléaire forte, et nucléaire faible...
Dans le modèle standard, une interaction est l'échange de particule virtuelle, que l'on appelle boson de jauge (photon, gluon, intermédiaire).
Il y a aussi une idée de symétrie de jauge locale dans l'élaboration du modèle standard, avec des groupes de Lie du type U(1), SU(2) et SU(3). Je suis surpris que tu ne l'aies pas noté dans la lecture du Brian Greene.

Oui, j'ai bien compris ça, mais chez Smolin 0-icon_cheesygrin Il évoque la "théorie" SU(5) qui m'avait bien plu. Par contre, "symétrie de jauge locale", j'ai du mal avec ça.

bongo a écrit :En tout cas, ne te décourage pas, je te conseille de prendre des notes, du moins pour faire une synthèse de ce que tu as déjà lu. Tu es sur la bonne voie, on ne comprend pas tout dès la première lecture, et le fait de lire un bouquin puis un autre, puis un autre va te permettre de te forger une forte culture sur le sujet, à défaut d'avoir les éléments mathématiques qui vont bien.

Nan, jamais découragé, moi 0-icon_dwarf Mais je vais prendre des notes. Je ne l'ai jamais fait, mais ça semble désormais nécessaire !

Après Smolin j'irai refaire un tour chez Greene, puis je reviendrai par ici si j'ai des questions. Il y a tellement de sujets en physique, j'en découvre à chaque livre qui demandent des approfondissements. Au programme : finir les cordes, voir le modèle standard, puis les premiers instants de l'Univers !
 #41470    par bongo
 jeudi 22 décembre 2016 à 14:41
Tutiou a écrit :Oui, la théorie a besoin d'un nombre précis de dimensions spatiales pour fonctionner. Par contre, d'après ce que j'ai compris, ce nombre est de neuf jusqu'à ce que Witten, en 1995, annonce qu'une dimension spatiale supplémentaire était possible.
Oui parce que jusqu’à 1995, le traitement mathématique de la théorie était perturbative, ça veut dire par approximation (comme la théorie quantique des champs).
Witten a avancé dans le traitement exact des équations, et a montré que c’était plutôt 10 dimensions spatiales que 9.

Tutiou a écrit :Le livre évoque bien la supersymétrie qui est un pilier pour la théorie des cordes, mais j'en ai découvert beaucoup plus avec Smolin. Chez Green, je me rappelle qu'il dit que c'est bien une passerelle entre les bosons et fermions, mais ça s'arrête là.
En fait ce sont des symétries de l’espace-temps, où deux applications successives de la supersymétrie donnent une translation dans l’espace-temps.
Mais tu n’en sauras pas plus non plus dans le livre de Lee Smolin, je me rappelais pas de tout ça, il faudrait que je relise ce chapitre (c’est lequel déjà ?).

Tutiou a écrit :Le début était super, il explique très bien le principe d'équivalence. J'ai aussi bien compris tout ce qui est espace de Calabi-Yau, transitions confold, la constante de couplage. Mais il y a des fois où j'ai eu un peu de mal, mais j'ai continué en pensant retrouver ces mêmes notions dans le livre de Smolin. D'ailleurs, je les ai un peu oubliées... J'irai refaire un tour après Smolin.
En fait ce sont des conifold, et orbifold si ma mémoire est bonne.
Je crois que Smolin en parle à peine… peut-être juste des notions de dualité, ce qui veut dire qu’une théorie à haute énergie a des équations compliquées que l’on peut transcrire en une autre théorie des cordes à basse énergie où les calculs se font plus facilement.
Tutiou a écrit :Oui, j'ai bien compris ça, mais chez Smolin 0-icon_cheesygrin Il évoque la "théorie" SU(5) qui m'avait bien plu. Par contre, "symétrie de jauge locale", j'ai du mal avec ça.
En fait la théorie de grande unification GUT SU(5) de Glashow et Georgi est plus ou moins exclue par l’expérience. En effet, la théorie prédit une durée de vie du proton de l’ordre de 10^30 ans, et les expériences viennent de montrer que le proton a une durée de vie supérieure à 10^35 années. Lien malheureusement en anglais.

En fait une symétrie de jauge locale est une transformation que tu appliques à un objet, mais pas de la même manière partout. Si tu demandes que la physique reste invariante, un champ doit apparaître. Tu en feras peut-être en électromagnétisme, quand tu auras vu les équations de Maxwell en 2ème année. Tu verras qu’on peut définir le champ magnétique et le champ électrique à partir d’un potentiel vecteur et un potentiel scalaire…
Sauf qu’ils ne sont pas déterminés de manière non équivoque, à une transformation de jauge locale près (en fait si tu rajoutes une fonction f(x,y,z,t) qui répond à certaines propriétés, et ben ils disparaissent dans les champs électrique et magnétique, en d’autres termes, plusieurs potentiels vecteurs et scalaires inobservables donnent le même champ électrique et magnétique, qui eux sont observables).

Si on postule ces symétries (sur le potentiel vecteur et scalaire), on retombe sur les équations de Maxwell.
Tutiou a écrit :
bongo a écrit :En tout cas, ne te décourage pas, je te conseille de prendre des notes, du moins pour faire une synthèse de ce que tu as déjà lu. Tu es sur la bonne voie, on ne comprend pas tout dès la première lecture, et le fait de lire un bouquin puis un autre, puis un autre va te permettre de te forger une forte culture sur le sujet, à défaut d'avoir les éléments mathématiques qui vont bien.

Nan, jamais découragé, moi 0-icon_dwarf Mais je vais prendre des notes. Je ne l'ai jamais fait, mais ça semble désormais nécessaire !

Après Smolin j'irai refaire un tour chez Greene, puis je reviendrai par ici si j'ai des questions. Il y a tellement de sujets en physique, j'en découvre à chaque livre qui demandent des approfondissements. Au programme : finir les cordes, voir le modèle standard, puis les premiers instants de l'Univers !
Passionnant :)
 #41475    par Tutiou
 jeudi 22 décembre 2016 à 20:57
bongo a écrit :En fait ce sont des symétries de l’espace-temps, où deux applications successives de la supersymétrie donnent une translation dans l’espace-temps.
Mais tu n’en sauras pas plus non plus dans le livre de Lee Smolin, je me rappelais pas de tout ça, il faudrait que je relise ce chapitre (c’est lequel déjà ?).

Début du chapitre 5, vers la page 128. Si je me rappelle bien (il n'y a pas d'index chez Greene, dommage), Greene expliquait qu'à chaque fermion était associé un boson, et que des particules connues étaient des partenaires supersymétriques, comme l'électron et le proton (je ne me rappelle plus de l'exemple, mais c'était des particules connues). Je me suis alors dit "tiens, c'est simple en fait". Mais ça me paraissait trop simple...

bongo a écrit :Oui, la théorie a besoin d'un nombre précis de dimensions spatiales pour fonctionner. Par contre, d'après ce que j'ai compris, ce nombre est de neuf jusqu'à ce que Witten, en 1995, annonce qu'une dimension spatiale supplémentaire était possible.

Est-ce qu'il s'agit de la dimension de Kaluza-Klein ? Je veux dire celle qui a été rajoutée dans la RG et qui a permis d'y retrouver des équations de Maxwell ?

bongo a écrit :En fait une symétrie de jauge locale est une transformation que tu appliques à un objet, mais pas de la même manière partout. Si tu demandes que la physique reste invariante, un champ doit apparaître. Tu en feras peut-être en électromagnétisme, quand tu auras vu les équations de Maxwell en 2ème année. Tu verras qu’on peut définir le champ magnétique et le champ électrique à partir d’un potentiel vecteur et un potentiel scalaire…

Smolin en avait parlé, de la symétrie, mais j'ai du mal avec ça. Je commence l'électromagnétisme et la thermodynamique dès Janvier. Je suis impatient Y-16

En théorie des cordes, j'ai aussi des questions en ce qui concerne les n-branes. Les cordes étaient, à la base, des objets unidimensionnels, composées d'une seule dimension. Mais on a remarqué par la suite des membranes, composées deux deux dimensions, puis des trois-branes. Est-ce les dimensions supplémentaires (autre que les trois que nous voyons) ont toutes la capacité de composer les cordes ?