BOSON DE HIGGS

[Tarentule]

bonjour,

 

pourquoi le boson de higgs est si intéressant pour connaître comment l'univers a été créé?!

 

qu'en est-t-il avec les projets européens pour le détecter? .. des millions d'€ pour rien!!

 

merci..

[Cyp]

En fait, je ne suis pas sûr que ce soit de l'argent jeté par les fenêtre.

 

Quant au boson de Higgs, si j'ai bien compris, et pour faire simple, les neuronés pensent qu'à l'origine toutes les particules élémentaires étaient identiques, indifférenciées. Et d'après leurs hypothèses un boson (de Higgs) serait à l'origine de leur différenciation par contact ou autre.

 

Bye !

 

Cyp

[Lolo]

Tout ce que je sais sur l'hypothétique boson de higgs, c'est qu'il joue un rôle dans le fait que d'autres bosons (ceux relatifs à l'interraction faible) ont une masse.

[Gaétan]

Je lu ce que c'était dans "Les forces de la nature" de Paul Davies, mais j'ai oublié. Ce livre de vulgarisation est à lire absolument pour qui veut acquérir quelques notions de physique des particules.

 

Je peux écrire ici l'extrait du livre traitant du champ de Higgs, faute de mieux. Je suppose que les particules W et Z sont des bosons dont il est question plus haut.

 

"Il y a dans la nature beaucoup d'esemples de systémes dont les lois sous-jacentes possèdent une symétrie qui est brisée dans le système lui-même. Nous avons donné au début du chpitre 5 l'exemple d'une barre verticale qui bascule en position horizontale, brisant ainsi la symétrie de rotation du système. Pour un exemple voisin, imaginons une bille placée au somme du sombrero mexicain de ce diagramme. Dans cette situation, l'état du système est clairement symétrique sous les rotations autour d'un axe passant par le sommet du sombrero. De plus, la gravitation agit verticalement et le système n'a donc pas de direction horizontale préférée. La position de la bille (l'état du système) reflète alors la symétrie sous-jacente des forces mises en oeuvre. Néanmoins cet état est instable, évidement. Si on lâche la bille, elle va rouler jusqu'en bas du sombrero, et s'immobiliser quelque par sur le bord après avoir disipé son énergie. Cette configuration est stable, mais brise la symétrie de rotation.

"La position précise choisie par la bille sur le bord n'a pas d'importance, elle est purement aléatoire. Pourtant, en sélectionnant une orientation particulière sur la surface, la bille fait en sorte que l'état du système ne reflète plus la symétrie sous-jacente des forces. Ce type de brisure de symétrie, dans laquelle la symétrie des forces est toujours présente mais est masquée par l'asymétrie de l'état stable, est appelé "spontané".

"Weinberg et Salam proposèrent que la masse des W et Z soit due à une brisure spontanée de la symétrie de jouge sous)jacente. De cette manière, la symétrie cruciale serait toujours présente dans les forces fondamentales, la force faible serait sulr le même pied que la force électromagnétique, et une description unifiée des deux serait possible. Mais dans l'état quantique effectivement réalisé, W et Z ne refléteraient pas la symétrie de jeuge à cause de leurs masses élevées. Les choses pouvaient être arrangées de telle sorte que le photon reste de masse nulle, et affiche ainsi une symétrie de jauge.

"Pour obtenir ces résultats, Weinberg et Salam durent introduire un autre champ quantique, appelé champ de Higgs (Peter Higgs l'avait inventé), et dont les quanta sont des bosons de spin zéro. Le couplage entre le champ de Higgs et le champ unifié électromagnétique-faible conduit à une énergie potentielle qui a précisément la forme du sombrero mexicain (quoique dans un espace abstrait et non réel comme pour le sombrero). Le système recherche alors l'état quantique d'énergie minimale (la bille sur le bord), qui est asymétrique et correspond à des W et Z de grande masse.

"La théorie de Glashow, Weinberg et Salam explique de façon élégante la différence d'intensité entre la force faible effective à basse énergie et la force électromognétique. L'intensité des deux forces est en réalité comparable, et on peut introduire une charge faible gW analogue à la charge électrique e, conduisant à une constante de couplage analogue à la constante de structure fine."

 

Et cetera et cetera bla bla bla.

Le reste est également très intéressant, mais j'en marre de tapper. ;-)

Ici, on parle pas de boson de Higgs mais de champ de Higgs. Le boson de Higgs est une sorte de déformation du champ de Higgs.

J'espère que ça a pu éclaircir certaines choses malgré que ce soit tiré d'un bouquin et qu'on ait pas les images et les chapitres précédent. Désolé ;-)

[pucerise]

Je rajouterais juste que les Bosons n'ont encore JAMAIS été observé. Il ont été inventé pour permettre l'interaction des fermions. Dans un accélérateur à particule, le LEP, en 2000 on cru avoir observé des boson de Higgs, mais il y en avait tellement peu qu'ils n'en sont pas convaincu!

 

Je me demande si au CERN , ils en ont observé! Je vais me renseigner, à moin que vous le sachiez! J'aimerais bien savoir!

[logastro]

Le boson de higgs n'a jamais été observé avec certitue, mais les autres bosons oui.

le CERN a fait une observation sans être convaincu et il va falloir attendre quelques années que le nouvel accélérateur de particules soir construit (à moins que les américains ne le trouvent avant)

[Gaétan]

Les particules réelles sont soit des bosons, soit des fermions, même quand ce sont des systèmes composites comme des atomes ou des molécules.

La différence entre bosons (en l'honneur de Satyendranath Bose) et fermions (en l'honneur d'Enrico Fermi) est la forme de leur fonction d'onde. Si elle est entièrement symétrique, ce sont des bosons (spin entier), si elle est entièrmenent antisymétrique, ce sont des fermions (spin non-entier). Ceci implique (c'est un peu abrupte comme explication ) que, pour des fermions, chaque état quantique microscopique ne peut être occupé que par une seule particule au maximum, car on ne peut pas inverser deux particules de même état quantique dans le système, sans quoi la fonction d'onde du système ne serait pas entièrement antisymétrique. C'est le principe d'exclusion de Pauli. Par contre, un nombre arbitraire de bosons peuvent occuper un même état quantique. C'est par exemple le cas dans un superfluide. En effet, l'atome d'hélium 4He, constitué de deux protons, deux neutrons et deux électrons, est un bosons. A très basse température, il peut perdre toute viscosité car tous les atomes peuvent prendre le même état quantique d'énergie minimum.

Je sais plus pourquoi je dis tout ça. Je crois que c'est pour dire que des bosons ont déjà été observer. Les photons et l'atome d'hydrogène sont également des bosons.

De manière générale, pour fabriquer un bosons, il suffit de prendre un nombre pair de fermions (électron, proton, neutron, etc...). Donc, tout les atomes qui possède un nombre pair d'électron et un nombre pair de nucléons dans le noyau, ou un nombre impair d'électrons et un nombre impaire de nucléons, sont des bosons. Les autres atomes sont des fermions.

[Lolo]

Je pense que le modèle standart prévoit l'existence de 12 fermions et de 12 anti-particules correspondantes.

Ces 12 fermions sont:

les 6 quarks: up, down, charm, strange, top et bottom,

les 6 leptons: électrons, neutrino de l'électron, muon, neutrino du muon, tau et neutrino du tau.

 

Il y a ensuite des bosons pour chaque interraction.

8 gluons pour l'interaction forte

3 bosons pour l'interaction faible

1 photon pour l'interaction électromagnétique

1 hypothétique graviton pour la gravitation

Chaque bosons possèdent une anti-particule correspondante, sauf le photon qui est sa propre anti-particule, et pour le graviton, je ne sais pas.

 

Tout ce qui existe se construit à l'aide de ces particules.

 

A toutes ces particules s'ajoutent encore l'hypothétique boson de Higgs qui ne fait pas parti du modèle standart, mais qui expliquerait que les bosons relatifs à l'interaction faible aient une masse.

[Gaétan]

Youpie, c'est pa smal résumé. C'est même très résumé.

[pucerise]

Oui oups, je parlais des Boson de Higgs pas de boson tout court.

 

Par contre je ne suis pas d'accord sur ça:

 

Donc, tout les atomes qui possède un nombre pair d'électron et un nombre pair de nucléons dans le noyau, ou un nombre impair d'électrons et un nombre impaire de nucléons, sont des bosons. Les autres atomes sont des fermions.

 

Les fermions sont divisés en trois catégories, les muons, les leptons et les quarks. Les quarks sont les constituant des protons et des neutrons. La définition des fermions est que c'est une particule qui forme la matière, comme les quark et les électrons. Il ne s'agit donc pas de nombre paire ou impaire de nucléon...

 

En fait ce qui me turlupine dans ce que tu as dis, c'est que tu dit que les fermions sont des constituants de la matière et après tu dit que tel ou tel atome FORME est un fermion... Il y a un truc d'illogique là non?

[Lolo]

Youpie, c'est pa smal résumé. C'est même très résumé.

 

lol Je fais ce que je peux, je n'ai jamais suivi de cours de physique quantique à l'univ et je ne m'intéresse que depuis peu à cette branche. :wink:

[Tarentule]

est-t-il la fameuz ligne verte en courbe! :shock:

mielons toujours :wink:

[Gaétan]

lol Je fais ce que je peux, je n'ai jamais suivi de cours de physique quantique à l'univ et je ne m'intéresse que depuis peu à cette branche. :wink:

Il était bien ton résumé. T'as dit l'essenciel.

J'ai pas encore eu de cours sur la physique des particules proprement dite.

 

est-t-il la fameuz ligne verte en courbe!

mielons toujours

Euuuuh ??? J'ai pas compris ce que t'as voulu dire.

 

Les fermions sont divisés en trois catégories, les muons, les leptons et les quarks. Les quarks sont les constituant des protons et des neutrons. La définition des fermions est que c'est une particule qui forme la matière, comme les quark et les électrons. Il ne s'agit donc pas de nombre paire ou impaire de nucléon...

Ben , pourtant ... :-)

Ce que tu as dit est vrai si tu ne regardes que les particules élémentaires. Mais la famille des fermions s'étend aux systèmes de particules. Les protons et neutrons sont constitués de trois fermions, donc se sont des fermions. La molécule H2+ est un fermions également car elle est constitué d'un électrons et de deux protons, c-à-d trois fermions. L'atome d'hydrogène par contre est un boson car il est constitué d'un proton et d'un électron, c-à-d un nombre paire de fermions. De manière générale, une particule est soit un boson soit un fermion, tout dépend du nombre de fermions qui la constitue.

Si les neutrons n'étaient pas des fermions, les étoiles à neutrons n'existeraient pas. C'est la pression dûe au principe d'exclusion de Pauli qui permet cette état d'équilibre. Sans quoi, elle continuerait de s'éffondrer comme si de rien n'était. Ce sont les fermions qui obéissent à ce principe, car leur fonction d'onde est anti-symétrique. En fait, le principe d'exclusion de Pauli s'appelle plus correctement principe d'anti-symétrie.

[Astrosteph]

Gaétan, arrêtes-moi si je me trompe, mais tout atome "stable" est un boson: il y a autant de protons que d'électrons (formant les paires de fermions) et des neutrons (des bosons) l'ensemble se comportant comme un boson. Si on prend un ion quelconque, la parité électron-proton n'étant pas respectée, il se comporte comme un fermion...

 

A moins que j'aie raté une étape?

[Gaétan]

Les neutrons sont également des fermions vu qu'ils sont constitués de trois quarks qui sont des fermions. Donc, l'atome d'hélium 4He est un boson tandis que l'atome d'hélium 3He est un fermion. Quand aux ions, l'ion 4He+ est un fermion et l'ion 4He++ est un boson. ;-)

Tout les atomes ne sont pas des bosons et, forcément, tout les ions ne sont pas des fermions.

[Astrosteph]

Ghââââ... achpirine siouplaît :x

 

Merci de ta réponse Gaétan.

[pucerise]

C'est quoi un atome 4He+ ou 3He+, c'est le nombre de nucléons en plus ou tout simplement le nombre de nucléon dans l'atome? Comme le déutérium qui est 2H? Je suis pas sûre, mieux vaut poser la question!

 

Donc en bref, tout est relatif, car un boson peut devenir fermion et vice-versa, alors pourquoi se fatiguer??? mdrrrrrrr

 

Encore une petite question, les nucléons sont formés de quarks down et de quarks up, les protons de 2 quark up et 1 down et les neutrons l'inverse. J'ai lu que les quark up et down ne restait pas éternellement down ou up, un down peut devenir up et vice-versa, comment cela se produit-il?

[Gaétan]

C'est quoi un atome 4He+ ou 3He+, c'est le nombre de nucléons en plus ou tout simplement le nombre de nucléon dans l'atome? Comme le déutérium qui est 2H? Je suis pas sûre, mieux vaut poser la question!

Oui, c'est ça. C'est le nombre de nucléons. L'isotope 4He posède 2 protons et deux neutrons. L'isotope 3He ne posède qu'un seul neutron. Le nombre de + indiqué donne le degré d'ionisation, c-à-d le nombre d'électrons en moins. Si on enlève un électron à un boson, il devient un fermion et si on en enlève deux, il reste un boson. C'est pas si complqué quand on a cerné l'astuce. ;-)

 

Donc en bref, tout est relatif, car un boson peut devenir fermion et vice-versa, alors pourquoi se fatiguer??? mdrrrrrrr

Oui, pour les système de particules, mais alors ce n'est plus le même système de particules. Un système donné sera toujours soit l'un soit l'autre, pas tantôt l'un et tantôt l'autre. Un neutron sera toujours un fermion et un atome d'hélium 4He sera toujours un boson. Si tu altères le système en enlevant ou ajouant quelque chose, c'est normale que le caractère boson/fermion ne reste pas forcément constant.

 

Encore une petite question, les nucléons sont formés de quarks down et de quarks up, les protons de 2 quark up et 1 down et les neutrons l'inverse. J'ai lu que les quark up et down ne restait pas éternellement down ou up, un down peut devenir up et vice-versa, comment cela se produit-il?

Chais pô.

Vitruellement alors, parceque la particule de l'interaction forte possède une charge. Cette particule possède une charge nucléaire appelée couleur. Il existe trois couleurs qui s'ajancent de manière à ce qu'un nucléon soit constitué des trois couleurs. Mais comme le gluon, je crois qu'il s'appel comme ça, possède une couleur, quand un quark émet un gluon, il change de couleur. Un quark qui reçoit un gluon change de couleur également. Les échanges de gluons entre quarks sont dits virtuelles. Le gluon lui-même, étant coloré, va induire la formation d'un gluon virtuelle quand il se déplace. Plus le gluon doit parcourir une longue distance, plus il émet de gluon qui émettrons des gluons et plus l'insensité de l'interaction est élevé. C'est pour ça qu'il est impossible de séparer des quarks.

Je ne sais pas si la charge électrique des quarks peut changer. J'en connais pas suffisament sur la phusique des particules. Tout ce que j'en sais, je l'ai lu dans "les forces de la nature" de Paul Davis, qui est un livre de vulgarisation.

[Lolo]

Je ne crois pas que les charges électriques des quarks peuvent changer, sinon, les quarks up et down (ils ne se distinguent que par la charge électrique) ne serait pas vraiment des particules élémentaires différentes... Mais bon, je en suis pas tout à fait certain de ceci. :wink:

 

Comme l'a dit Gaétan, les Quarks possèdent une couleur: rouge, vert ou bleu. Chacun des 6 types de quarks (up, down, charm, strange, top, bottom) peut être de chacune des ces trois couleurs. Les quarks s'échangent leur couleur par l'intermédiaire de gluon (le gluon est le boson élémentaire de l'interaction forte).

 

Par exemple, si on a un quarks rouge et un quarks bleu, le quarks rouge peut émettre un gluon "rouge antibleu" et devenir bleu, et ce gluon pourra être absorbé par le quark bleu qui deviendra rouge.

 

Il existe 6 sortes de gluons de ce type: le gluon rouge antibleu, le gluon rouge antivert, le gluon bleu antirouge, le gluon bleu antivert, le glon vert antirouge et le gluon vert anti bleu. A ces 6 sortes de gluon s'ajoutent encore 2 autres sortes de gluons à cause de la possibilité qu'un quarks puissent s'unir à un antiquarks (quarks+antiquark=méson).

 

Pour les antiquarks tout se passe comme pour les quarks: il y a aussi trois couleurs qui sont jaune, cyan (genre de bleu clair) et magenta (gentre de violet) et probablement 6+2 antigluons (je ne suis pas certain que les 2 derniers ne soient pas les mêmes que pour les quarks).

[Aurora]

Tadam !

Je dépoussière ce topic en l'honneur de notre tpe sur higgs et son boson !

J'ai lu, relu et essayer de traduire tout votre discussion et j'ai absolument rien compris !

 

Mon problème est : en quoi le boson de higgs peut il déterminer la masse des particules (pas c***** le piaf).

 

Avec quelques recherches je suis arrivée à cette analogie :

Quand une personne traverse une pièce pleine de monde, si elle est très aimée, elle mettra bcp de temps car les gens l'arreteront pour lui serrer la main, alors que si elle est inconnue, personne ne l'arrete donc pour traverser la meme pièce elle mettra moins de temps.

Le boson qui mets le plus de temps serait le plus lourds ?

 

Mais ça s'arrete là, après capish plus rien !

:sos: please, j'ai qu'un niveau seconde !!

[Gaétan]

Pour l'analogie, essaye d'éviter celles dont tu ne comprendrais pas le sens physique.

Sinon, pour ta question, je pense que tu connais la réponse avec des mots, il ne manque plus que les équations. Donc, à mon avis, tu dois pas allé voir plus loin. Mais si tu veux vraiment une réponse, tu peux toujours relancer le post sur futura-science dont j'avais donné le lien. Des personnes très compétentes ne devraient pas tarder à te répondre.

[Aurora]

Oki, comme on doit juste faire dix min j'vais pas me lancer dans un truc trop compliqué !

 

Merci pour touts tes renseignements

[maillon]

Message écrit par logastro@May 11 2004, 11:40 AM

Le boson de higgs n'a jamais été observé avec certitue, mais les autres bosons oui.

le CERN a fait une observation sans être convaincu et il va falloir attendre quelques années que le nouvel accélérateur de particules soir construit (à moins que les américains ne le trouvent avant)

](texte cité)

 

En effet oui!

Le nouvel accélerateur du CERN, actuellement en construction necessite 1232 aimants dipolaires, et le 1er de ces aimants a été mis en place lundi 7 mars 2005........

Si tout va bien, le LHC devrait être mis en service courant 2007.