Question sur la physique fondamentale

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Message Lun 14 Mai 2012 - 11:27


Bonjour a tous,

Je me suis intéressé récemment a la théorie de l'unification des 4 forces fondamentales de l'univers (nucléaire forte, nucléaire faible, gravité, électromagnétisme). La gravité est la seul force qui n'a pour l'instant aucun lien de découvert avec les 3 autres. Si je comprends bien, le jour où quelqu'un trouvera un lien (s'il en existe un) entre l’électromagnétisme et la gravitation, alors cela voudra dire que l'on pourra en théorie "créer" de la gravité avec de l’électricité, et donc révolutionner potentiellement notre quotidien, et la propulsion spatiale par la même occasion?
Merlin
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Vaste question Merlin sur cette unification des forces fondamentales. Si les trois premières sont identifiées, il reste à découvrir le fameux "graviton" pour espérer aller dans ce sens. Pour le moment cette intéraction n'a pas encore laissé de traces autre que le choc d'un marteau qui, tombant de nos hauteurs sur nos pieds, déclanche en réaction une bordée de jurons (sur Terre bien sûr) :) Il y a au FCS qqs physiciens qui ont une idée sur la question et qui suivent l'actualité concernant cette quête des ondes gravitatinnelles et qui sait peut-être voir se transformer le phantasme graviton en réalité ! :scratch:
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Si le couplage ne se manifeste qu'à 10^19 GeV (10^16 fois l'énergie des protons du LHC), les applications pratiques risquent d'être quelque peu limitées.
Maintenant, certains ont prétendu manipuler la gravité avec des supraconducteurs et dispositifs EM divers, la NASA a même consacré quelques moyens à essayer de reproduire ces expériences, sans succès, ou alors en fournissant des explications un peu plus conventionnelles.
"fringe science" et fantôme de Podkletnov.
lambda0
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@lambda0 a écrit:Si le couplage ne se manifeste qu'à 10^19 GeV (10^16 fois l'énergie des protons du LHC), les applications pratiques risquent d'être quelque peu limitées.

Ha oui, 10^16 fois l'énergie des protons du LHC ! On tien le bon bout Question sur la physique fondamentale Eek
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"Manipuler" la gravité avec de l'électricité, c'est réalisé dans n'importe quelle installation électrique : Stocker de l'énergie sous forme de champ électrique (dans un condensateur) ou dans un champ magnétique (bobine d'induction) provoque l'augmentation de la masse dans ces dispositifs à cause de l'équivalence E=mc2, et donc indirectement modifie le champ gravitationnel.... mais évidemment dans des proportions... ...ridicules.
Après, on peut imaginer que peut-être avec un transfert de ces masses selon un parcours judicieusement choisi permette une forme de propulsion : http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/f/fiche-article-nager-dans-l-espace-temps-courbe-23438.php
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jojo.dodo

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@jojo.dodo a écrit: à cause de l'équivalence E=mc2,

A ce propos, le soleil perd 4,4 millions de tonnes par seconde.

http://e.m.c.2.free.fr/nucleaire-duree-de-vie-soleil.htm

C'est beaucoup ... et peu à la fois relativement à la masse du soleil. Pour faire mieux en terme de suppression massique, il faudrait annihiler des protons avec des antiprotons. Mais pour fabriquer des antiprotons ... il faudrait une énergie quasistellaire.

Tout ça à cause du premier principe de la thermodynamique. On ne peut pas fabriquer de l'énergie à partir de rien. Et donc, on tourne en rond, masse, énergie, pour transformer l'un ou l'autre, il faut l'un ou l'autre.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Premier_principe_de_la_thermodynamique

A+,

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@jojo.dodo a écrit:"Manipuler" la gravité avec de l'électricité, c'est réalisé dans n'importe quelle installation électrique : Stocker de l'énergie sous forme de champ électrique (dans un condensateur) ou dans un champ magnétique (bobine d'induction) provoque l'augmentation de la masse dans ces dispositifs à cause de l'équivalence E=mc2, et donc indirectement modifie le champ gravitationnel.... mais évidemment dans des proportions... ...ridicules.
Après, on peut imaginer que peut-être avec un transfert de ces masses selon un parcours judicieusement choisi permette une forme de propulsion : http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/f/fiche-article-nager-dans-l-espace-temps-courbe-23438.php

Très intéressant, je ne savais pas que le stockage de l’énergie modifiait le champs gravitationnel, peut être une piste pour l'unification des 4 forces.
Merlin
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Pour ne pas s'emm... avec les accélérateurs de particules, supraconducteurs, champs magnétiques, et autres bazars compliqués, ce qu'il nous faudrait, c'est un pot de cavorite, qu'on pourrait mélanger à la peinture des fusées ;)
lambda0
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Bonjour,

Je déterre ce topic car le sujet qui y est traité me semble toujours d'actualité et fort intéressant.

Concernant la ''particule'' qui pourrait relier la force de gravité aux trois autres forces fondamentales (force électromagnétique, force nucléaire faible et force nucléaire forte), on m'a souvent parlé du Boson de Higgs mis en évidence par le LHC en Juillet 2012 (dernier date de ce sujet, d'ailleurs) et confirmé dans les papiers et les thèse en mars 2013 (cf wikipédia)

Pourtant, en m'informant à ce propos, j'ai appris que le boson de Higgs n'était responsable que de 1% de la masse de la matière usuelle. Source: Why would I care about the Higgs boson? de Achintya Rao (je vais demander aux modérateurs de d'ajouter le lien à mon message).

Le voilà why would I care about the Higgs boson de Achintya Rao
Wakka


Aujourd'hui, on est donc toujours à la recherche de cette fameuse particule, qu'on surnomme le ''graviton''. Pour le moment, je n'ai pas lu dans la littérature scientifique qu'on l'ait détecté. Ou alors, je suis passé à côté... Au quel cas, est ce qu'une âme charitable aurait des informations complémentaires à ce sujet ? ^^
HouSonMeiTong
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@HouSonMeiTong a écrit:Bonjour,

Je déterre ce topic car le sujet qui y est traité me semble toujours d'actualité et fort intéressant.

Concernant la ''particule'' qui pourrait relier la force de gravité aux trois autres forces fondamentales (force électromagnétique, force nucléaire faible et force nucléaire forte), on m'a souvent parlé du Boson de Higgs mis en évidence par le LHC en Juillet 2012 (dernier date de ce sujet, d'ailleurs) et confirmé dans les papiers et les thèse en mars 2013 (cf wikipédia)

Pourtant, en m'informant à ce propos, j'ai appris que le boson de Higgs n'était responsable que de 1% de la masse de la matière usuelle. Source: Why would I care about the Higgs boson? de Achintya Rao (je vais demander aux modérateurs de d'ajouter le lien à mon message).

Le voilà why would I care about the Higgs boson de Achintya Rao
Wakka


Aujourd'hui, on est donc toujours à la recherche de cette fameuse particule, qu'on surnomme le ''graviton''. Pour le moment, je n'ai pas lu dans la littérature scientifique qu'on l'ait détecté. Ou alors, je suis passé à côté... Au quel cas, est ce qu'une âme charitable aurait des informations complémentaires à ce sujet ? ^^
Plutôt que force de gravité, il me semble préférable de parler d’interaction gravitationnelle.
Sans boson de Higgs, aucune particule ne pourrait avoir une masse au repos.
Par contre il existe des particules sans masse au repos comme les photons.
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Giwa
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@Giwa a écrit:Plutôt que force de gravité, il me semble préférable de parler d’interaction gravitationnelle.
Sans boson de Higgs, aucune particule ne pourrait avoir une masse au repos.
Par contre il existe des particules sans masse au repos comme les photons.

Si on prend l'équation relativiste de l'énergie:
E = mc² = sqrt (c²p² + m02c4où p est la quantité de mouvement de la particule, c la vitesse de la lumière et m0 la masse au repos de la particule. Note: sqrt est la fonction racine carrée.

Si je comprends bien, l’interaction de certaines particules élémentaires (électrons, quarks...) avec le champ de Higgs provoque (en gros) l'apparition des fameux bosons de Higgs qui confèrent une masse inertielle m0 aux différentes particules élémentaires. Plus cette interaction est importante, plus la masse m0 de la-dite particule est importante. Comme le photon n'a pas d’interaction avec le champ de Higgs, ce dernier n'a pas de masse au repos à proprement parlé.

Ceci étant dit, j'ai lu dans l'article que j'ai mis en lien, que:
- un proton est composé de deux quarks up et un quark down
- un neutron est composé, lui, de deux quark down et un quark up

Cependant, l'ensemble des masses des trois quarks qui forment ces deux types de particules (les masses provenant de l’interaction avec le champ de Higgs donc) ne contribuent qu'à 1% de la masse totale d'un proton ou d'un neutron. Ma question est donc: à quoi est dû les 99% restant de la masse finale des protons ou neutrons ?
HouSonMeiTong
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@HouSonMeiTong a écrit:...
Cependant, l'ensemble des masses des trois quarks qui forment ces deux types de particules (les masses provenant de l’interaction avec le champ de Higgs donc) ne contribuent qu'à 1% de la masse totale d'un proton ou d'un neutron. Ma question est donc: à quoi est dû les 99% restant de la masse finale des protons ou neutrons ?

C'est de l'énergie de liaison.
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Concernant l’hypothétique graviton qui serait le vecteur de l’interaction gravitationnelle, il devrait interagir avec toute particule avec masse et sans masse au repos (celles sans interaction avec les bosons de Higgs): qu’en est-il en particulier pour les photons? Comment d’ailleurs rendre compatible la courbure de l’Espace-Temps comme explication de la gravitation avec ces hypothétiques gravitons ?
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Giwa
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@lambda0 a écrit:
@HouSonMeiTong a écrit:...
Cependant, l'ensemble des masses des trois quarks qui forment ces deux types de particules (les masses provenant de l’interaction avec le champ de Higgs donc) ne contribuent qu'à 1% de la masse totale d'un proton ou d'un neutron. Ma question est donc: à quoi est dû les 99% restant de la masse finale des protons ou neutrons ?

C'est de l'énergie de liaison.

Bonjour,

Avez-vous des articles qui expliquent un peu plus en détail ces phénomènes liés à la gravitation ?

@Giwa a écrit:Concernant l’hypothétique graviton qui serait le vecteur de l’interaction gravitationnelle, il devrait interagir avec toute particule avec masse et sans masse au repos (celles sans interaction avec les bosons de Higgs): qu’en est-il en particulier pour les photons? Comment d’ailleurs rendre compatible la courbure de l’Espace-Temps comme explication de la gravitation avec ces hypothétiques gravitons ?

Ah, Giwa, c'est toute la question. D'après wikipédia (https://fr.wikipedia.org/wiki/Graviton), il faudrait avoir des instruments capables de détecter des phénomènes à 10-35m... Sachant que la longueur de Planck est égale à 1,616 x 10-35m, on risque d'attendre encore longtemps avant de pouvoir confirmer ou infirmer son existence. J'avoue ne pas avoir trouvé encore d'études de vulgarisation à ce propos. Peut-être que j'en ai loupé. Si vous en trouvez, faites-moi signe s'il vous plaît !

Quant à la dualité onde-particule (courbe de l'espace-temps versus la particule graviton), la Nature nous a déjà donné un tel exemple avec la lumière et sa dualité onde-particule si difficilement compréhensible dans un autre domaine.
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@HouSonMeiTong a écrit:Bonjour,

Avez-vous des articles qui expliquent un peu plus en détail ces phénomènes liés à la gravitation ?

Ce n'est pas de la gravitation mais l'interaction forte qui est en jeu ici.
Le calcul précis des différentes contributions à la masse du proton est assez récente (article de novembre 2018).
Voir ici une décomposition en quatre composantes :
https://physics.aps.org/articles/v11/118
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