Reprise du message précédent :
Je crois comprendre mieux le concept.  
 
Donc suivant la façon dont ils sont sollicités (excités), ils donneront certains particules (dites fondamentales) plutôt que d'autres ?
 
Pour l'état du vide, je pense comprendre : Donc comme tu viens de me l'expliquer : c'est par principe que le vide ne se dilue pas, sinon on ne serait même pas là pour en parler où du moins, on l'aurait vite détecté par les anormalités que ça susciterait dans une région de l'Univers ?
 

La nature des champs qui s'excitent est fondamentalement un processus à la fois totalement aléatoire et contraint par des lois de conservation. Dans les collision au LHC, par exemple, tu vas produire tout le spectre des particules du modèle standard, avec juste l'exigence que dans la gerbes de milliers de particules issues du choc, l'énergie, l'impulsion, la charge, le spin, les nombres leptoniques, etc soient conservés.

Oui, et dans l'idée la naissance de notre univers correspond à une transition de phase du vide depuis un état de haute énergie vers un état de basse énergie (très basse mais néanmoins positive, car il existe des états d'énergie négative du vide, en nombre aussi important que les états d'énergie positive).

D'ailleurs pour le LHC, le fait d'essayer de le rendre plus "puissant" c'est pour réussir à obtenir des particules de hautes énergies ?

Serait-ce une erreur de ma part de faire gaffe à ne pas confondre cette énergie négative du vide et l'anti-matière ?
J'ai l'impression que l'énergie négative du vide serait une sorte de propriété du vide alors que l'anti-matière serait une particule résultant de l'excitation du vide ?

C'est toujours fondamentalement aléatoire. Il faut juste conserver tous les invariants (énergie, impulsion, spin, etc). Imagine un genre de Bureau comptable, tu présentes ta propale de création de particules, de petits comptables têtus et inflexibles font la somme de ce qui entre et ce qui sort et ça doit tomber pile poil pareil, sinon c'est rejeté. Ensuite ça rentre dans un Bureau du Deuxième principe et ta proposition va être affectée d'une probabilité de réalisation proportionnelle à son entropie. L'entropie en gros est  proportionnelle au nombre de particules. Avec un  budget énergétique donné, plus tu crées plein de particules légères, plus c'est facile.  Si tu veux créer une grosse particule très massive il va falloir attendre des million ou des milliards de tirages pour que ça se réalise. C'est comme ça qu'on a pu créer le boson de Higgs ou le quark top. Faut intégrer des myard et des myard d'événements pour avoir un signal sur bruit exploitable. C'est pour ça qu'un des enjeux majeurs des accélérateur ce n'est pas uniquement l'énergie mais aussi la luminosité, c'est à dire le nombre de chocs analysables par unité de temps (mesuré en femtobarn inverse). Avec beaucoup de fb-1 tu va pouvoir repérer des événements rares.

Oui, c'est ça.

(J'imagine que les quotes étaient pour mon dernier post en fait non ? )

Ha oui !! Mais donc en plus de la nécessité d'avoir de plus en plus d'énergies pour créer de plus en plus d’événements et voir des particules très massives se créer, il faut donc également pouvoir les analyser au travers de tous les événements de particules légères. Ça ne voudrait pas dire qu'il y a une limite théorique au fait de la taille du LHC et également de la possibilité d'analyses possibles (j'imagine qu'il faut bien sauvegarder ses données quelque part, ça doit représenter une quantité énorme non ?)

J'ai l'impression, par ton aide, de distinguer un peu plus précisément les choses (bien que je réalise que tu me les vulgarises à mort).

Ah oui le truc sur l'énergie et la luminosité c'était pour répondre à cette question  

Oui, dès lors que c'est une particule réelle (observable dans un détecteur) son énergie est positive. Si tu veux créer une particule d'énergie mc² et son antiparticule, il te faut 2mc²

L'énergie négative du vide c'est franchement plus ésotérique. Mais je vais quand même citer mon maître  , Alan Guth qui en donne une explication assez chouette.

A la base tu as l'équation de Dirac. Cette équation a une expression quadratique du genre E² = x, où E est une énergie. Et x représente l'état d'un champ fermionique (les fermion je rappelle sont les particule de spin demi entier comme les électrons, les quark, les neutrino...). La signification de cela c'est que tout état d'énergie positive d'un champ de fermion  correspond à un état d'énergie négative. Comme les lois de la physique dise que les système évolue spontanément vers les états de moindre énergie on peut se demander légitimement pourquoi le monde ne s'effondre pas vers des états d'énergie négative. A ceci Dirac imagine une réponse : les fermions ne peuvent pas occuper un état s'il est déjà occupé par un même fermion. D'où l'idée de proposer que ces états d'énergie négative sont déjà occupés et constituent le vide. Ce qu'on appelle la "mer de Dirac".

Et par ailleurs, les bosons (les particules de spin entier, comme les photons, les gluons...) ont au contraire des énergies de vide positives. D'où l'idée que l'énergie du vide serait lié à une compensation fermion-boson. En l'état ça marche pas du tout, mais c'est l'idée.

Ils sont occupés par un champ de fermions d'énergie positive ? Cela veut dire qu'il n'est pas possible de détecter l'énergie négative de ce champ du fait de son occupation ?
S'il ce champ n'est pas occupé (donc pas excité) : pas de fermion, pas de champ négative : niveau de la mer à 0 ?

(J'espère ne pas dire de bétise)

Quand tu parles de compensation fermion-boson, ça voudrait dire qu'on pourrait voir apparaître des champs de fermion d'état d'énergie négative par compensation au champs d'état d'énergie
 positives des bosons ?

En gros : Quand tu dis qu'en "état, ça ne marche pas du tout", qu'est ce qui pèche dans les observations ?

Ah bah non, un fermion qui occupe un état d'énergie négative est d'énergie négative (c'est tautologique)

Il n'est pas possible aux fermions d'énergie positive de dégringoler dans ces états parce qu'ils sont déjà occupés et que deux fermions ne peuvent occuper le même état (principe d'exclusion de Pauli). C'est un genre de fiction théorique, mais jusqu'à aujourd'hui ça tient encore la route et c'est encore enseigné comme une interprétation de l'équation de Dirac qui sauve la réalité.

Non, l'idée est que le vide (= pas de particule), pour un champs fermionique, se traduit par un mer d'état d'énergie négative, donc en première approximation, que s'il n'y avait que des fermions, l'état du vide serait infiniment négatif. Et que c'est l'ajout des champs bosonique qui permet  d'équilibrer le bilan.

Non, l'un n'engendre pas l'autre sauf par les couplage qui dépendent du détail du modèle. Par exemple si tu secoue bien fort un électron (fermion) tu génère des photon (boson).

Pour que ça marche il faudrait que les masse des fermions et des bosons soient exactement les même de sorte que la compensation soit exact. Et là on est très loin du compte, même en prenant en compte la supersymétrie (qui rajoute tout un tas de fermions et de bosons massifs)

 
Aïe, je me disais bien que j'avais mal compris la phrase. Donc si je la transforme en  

 
Ça ne déforme pas le sens ?

 
Actuellement, hormis la théorie mathématique (qui, je le comprends, tiens la route), y-a-t-il une idée de protocole d'expérimentation permettant de détecter directement l'effet de l'énergie négative du vide ?
 

 
D'où ce que tu disais plus tôt :

 
Mais si l'état du vide est approx. infiniment négative dans un champ fermionique, l'énergie des champs bosoniques ne devraient pas également tendre vers l'infini (positif), vu qu'il me semblait que l'énergie d'un boson était très faible ?
 

 
 
Quand tu parles de couplage, c'est lorsque les bosons servent de "particules messagers" entre les fermions (où peut-être que je me trompe ?) ?
 
 

Ha c'est donc à cela que la supersymétrie devait répondre mais qu'en faite non, ça n'a pas donné les résultats espérés ?
 
 
 
Je vais quand même méditer tes réponses car je pense que mes questions sont pour la plupart pas assez réfléchis et que je dois avoir mal compris certaines de tes précisions. En tout cas c'est une discussion extrêmement instructive pour moi

Non, c'est bien ça. C'est la mer de Dirac.

Je ne pense pas. l'inconvénient de certaines idées fondamentale c'est qu'elles sauvent tellement bien la réalité qu'elles en deviennent irréfutables. Ce qui les sauve d'un point de vue épistémologique c'est qu'elles sont advenues de façon complètement inattendue. La théorie de Dirac  tout en étant  extrêmement solide et prédictive a résolu un problème qu'elle a elle même crée. C'est ça l'idée.

Ben si. Et c'est le cas en première approx. Si je somme simplement l'ensemble des modes du photon, vu que E = hv et que v peut aller à l'infini, je suis large  

Tout à fait. Les électrons peuvent émettre des photons, les photons redonner des électrons, tout ça c'est des couplages de champs quantiques.

SUSY avait des objectifs plus profonds, en fait si j'en crois Susskind la théorie est né parce que c'était genre "la dernière symétrie fondamentale possible mais non réalisée", donc hyper tentante. Et elle pouvait aussi répondre à cette exigence théorique d'équilibrer l'état du vide, en équilibrant le spectre des masses boson / fermion. Mais c'est pas encore ça.

you're welcome

 
C'est fameux
 

 
Haaa ? Tu peux détailler un peu plus, je ne vois pas la corélation l'ernergie du photon et l'équation E = hv ?
 
Je la lis ainsi : Energie = Constante de Planck (la taille du plus petit paquet d'énergie)  x la vitesse ?  
 

 
Merci de la confirmation  
 

Ça veut dire qu'elle est encore d'actualité, je veux dire par là, encore testé pour détecter cette supersymétrie entre les bosons et les fermions ?

E = hv c'est l'énergie d'un photon, avec v la fréquence (l'inverse d'un temps) et non la vitesse. Si v-->infini, E --> infini
Et h a la dimension d'une action le produit d'une énergie par une durée

Non, on peut même dire que la confirmation se fait attendre. On avait le gros espoir avec le LHC de créer la LSP (lightest supersymmetric particle) qui aurait été une candidate de choix pour la matière noire, mais on n'a encore rien trouvé.

! J'avais déjà une erreur dans ma compréhension des symboles

Mais une fréquence, c'est bien un événement cyclique sur un intervalle de temps non (comme une onde sinusoïdale ?)
Je comprends la fréquence comme par exemple : Un rayonnement gamma est un photon a très une haute fréquence (qui se répète énormément. Mais peut-être que j'ai une confusion avec la longueur d'onde, qui, pour moi, est la longueur qui sépare deux crêtes d'une onde sinusoïdale) ?

Si v infini, E infini. Mais est-il possible que ça soit le cas pour v ?  

Mince

Et après les travaux du LHC, tu penses qu'il y aurait des chances ?

 
Oui c'est bien ça. v (nu) représente la fréquence de la lumière dans le cas du photon.  
 

 
Si on est réaliste, rien n'est infini en physique, donc dans la réalité on prend la fréquence de Planck (inverse du temps de Planck)
 

Et qui dis pas de confirmation, dis doute. La super-symétrie ne semble plus trop avoir le vent en poupe du coup à ce que j'ai compris. Va falloir creuser dans d'autres directions.

On creuse, on creuse...

On n'en a pas forcément conscience parce que ce n'est pas vulgarisé mais le nombre de pistes théoriques explorées simultanément est assez impressionnant.
En gros ça n'est vulgarisé que quand une hypothèse rassemble assez de suffrage pour justifier une grosse expérience.

Oui j'en suis conscient. On est obligé de faire de choix, choisir une ou deux théorie qui semblent les plus prometteuses et axer nos efforts dessus. Par contre s'apercevoir qu'on s'est peut-être planté après 30 ans de recherceh, ça fait mal    
Mais c'est comme ça que la science fonctionne  

Le pire a été je pense l'échec de la détection de la désintégration du proton qui a signé l'arrêt de mort du modèle SU(5).

SU(5) était le groupe de symétrie le plus simple permettant d'intégrer les groupes symétries du modèle standard U(1) x SU(2) x SU(3)

C'est bien l'expérience avec grandes réserves d'eau de plusieurs tonnes (ce qui donne de supers photos) qu'ils tentaient de détecter la désintégration du proton ?

S'ils ne se désintègrent pas, ça veut dire qu'ils ne produisent pas certains éléments et que donc, on n'arrive pas à expliquer la création de ses élements naturels ou c'est que ça créé un problème de symétrie de manière générale sur ce modèle SU (5) ?

Oui Super-Kamiokande

SU(5) rendait compte de toutes les caractéristique du modèle standard, mais en plus faisait une prédiction inédite, celle de l'instabilité du proton. En gros on prédisait l'existence de boson X et Y qui transformerait les quark en lepton (électron, neutrino). Et la demi-vie du proton mesurée par l'expérience permettrait de donner la masse de ces bosons (plus ils sont massifs plus le proton vit longtemps). Tout le monde était vraiment confiant tellement SU(5) était simple, minimale et élégante.

C'était immanquable, mais la Nature a dit fuck   .

 
Et actuellement, tu sais quel modèle parmi les plus probants, sont en cours de tests avancés ?

Là, ce n'est plus une question de modèle mais de théorie.

Un modèle c'est une théorie dont on a fixé les paramètres libres. Le modèle, on l'a c'est le Modèle standard, et il prédit tout ce qu'on observe.  Là, ce qu'on cherche c'est le cadre général, la théorie, dans lequel inscrire ce modèle, pour expliquer ce qu'on observe sur la base de mécanismes intelligibles.

Et donc bon actuellement c'est la théorie des supercordes (aka M-theory - super parce qu'elle inclut la supersymétrie), qui reste en tête. La théorie quantique à boucle est intéressante également en terme de théorie de la gravité quantique, mais alors le Modèle standard, elle connait pas. Ce n'est pas une théorie du Tout (en tout cas pas encore). Je citerais aussi l'algèbre non commutative qui ouvre des perspectives unificatrices qui semblent puissantes, même si j'ai pas l'impression qu'elle attire les foules de thésards, peut être du fait de son aridité mathématique. Plus plein, plein, plein de spéculations diverses plus ou moins solides.

Aujourd'hui, l'enjeu c'est premièrement de produire un résultat expérimental qui ne serait pas prédit par le Modèle standard pour tester ses prolongements (parmi toutes les versions 2.0 laquelle aurait fait une prédiction inattendue et spécifique qui irait dans le sens de ce qui est observé ?).

La supersymétrie n'est pas un modèle ? Mince, j'utilisais pas le bon terme (Je me sens comme ces personnes qui utilisent "Théorie" pour dire "Hypothèse" )

Ces théories me rappellent quelques vidéos de vulga de Science étonnante, comme quoi je vais me rafraîchir un peu la mémoire : La gravité quantique à boucle

https://youtu.be/3MJJvXGuDag?t=12m3s

Donc en faite, tant qu'on a pas mis en défaut le modèle standard sur un point quelconque (hors singularité tendant les équations vers l'infini) , ça va être difficile d'affiner tout ça, si j'ai bien compris

Non, c'est vraiment une théorie qui introduit notamment une nouvelle symétrie fondamentale (la R-parité).

Excellente initiative  

Oui, aujourd'hui tel est l'état des lieu. On calcule tout très bien, mais on cherche pourquoi ça marche, avec la certitude qu'on fonctionne avec un un modèle à basse énergie qui forme la version grossière d'une théorie qui doit fonctionner aussi à haute énergie. C'est assez particulier dans l'histoire des sciences.

 
Le modèle standard a déjà été mis en défaut: en particulier la matière noire, l'énergie noire et la masse des neutrinos (le modèle standard prédit que les neutrinos ont une masse nulle mais on sait aujourd'hui que les neutrinos ont en fait une faible masse). Le problème c'est qu'on ne sait pas ce qu'est la matière noire, ni l'énergie noire ni d'où vient la masse des neutrinos    Mettre en défaut le modèle standard, ce n'est pas suffisant.

C'est pas si souvent qu'on trouve des vidéo qui vulgarise correctement l'inflation. PBS fait le job (en anglais)
 
What Caused the Big Bang?

https://mobile.francetvinfo.fr/scie [...] ef=acc_dir

Il y aurait finalement un gros paquet de galaxies invisibles aussi massives que la Voie Lactée et 10 fois plus nombreuses que les galaxies de même taille...

Une équipe de chercheurs a trouvé 39 galaxies "invisibles", à la suite de "tâches" sur des images prises par Spitzer. Observant les mêmes zones avec Alma, , trouvées en 2 minutes...

Ces galaxies sont entourées de poussière et ne sont pas visibles dans le spectre de l'infrarouge à l'ultraviolet, d'où le fait qu'on les ait loupées tout ce temps... Il a fallu passer en sub-mm pour les voir.

Ces galaxies fabriqueraient des étoiles de façon beaucoup plus intenses que les galaxies "visibles" et seraient amenées à devenir les galaxies massives que l'on connait.

Ces galaxies ont été formées durant les 2 premiers milliards d'années de l'univers et viennent un peu foutre la merde dans le modèle de formation actuel car on ne sait pas encore comment d'aussi grosses structures aussi nombreuses ont pu être formées si tot

L'abstract de l'étude dans Nature : https://www.nature.com/articles/s41586-019-1452-4

Puis un autre article sur le site de l'observatoire ALMA :
https://www.almaobservatory.org/en/ [...] -galaxies/

si ça se confirme c'est cool
 
bon, ça va donner des maux de tête aux astrophysiciens c'est vrai

La réponse au manque de matière de l'univers, qui a fait rajouter la matière noire, tel l'ether du 19e siècle ?

 
J'en doute. On a toujours le problème du manque de matière au sein de galaxies tout à fait visible.

 
C'est pas faux

Je me suis pris ces jumelles sur Amazon.
 
Je pars en vacances dans le Lot, j'espère en profiter  

 
 
Je pense que tu auras plus de répondant icitt : Astronomie / Matériel, observations, photos...

Je m'énerve pas j'explique viens de sortir une nouvelle vidéo sur le LHC.  
 
Gröss qualité comme d'hab, et toujours bien dosé en humour.
 
Voyage au Coeur du LHC #09 Science
 
 

J'avais pensé d'ailleurs à le citer quand on parlait du vide

 
merci pour le rappel    
 
fallait que je le vois

géniale la vidéo      

c'est extraordinaire de pouvoir avoir accès à ce niveau d'explications pour des gens qui ne s'y connaissent pas tout en pratiquant humour et pédagogie      

par contre, un petite question, quand il dit ceci
https://youtu.be/3jGy6bs7SQs?t=1724

ça veut dire quoi ? qu'en fait, la quasi totalité de la masse de l'univers, ce n'est pas de la matière mais de l'énergie ?

 
Je l'ai regardé. J'ai eu du mal à suivre Pas encore assez de connaissances pourtant c'est bien fait avec tous ces schémas et animations.

Essaye de revoir les épisodes précédents. Tu vas sans doute mieux comprendre

 
Oui je viens de voir qu'il y avait un épisode précédent. Merci  

Plus rigoureusement on peut dire que 1% seulement de la masse de la matière ordinaire (dite baryonique, soit 20% de la matière de l'univers) résulte d'une interaction de particules réelles avec le champ de Higgs et que l'essentiel résulte de l'énergie des champs mediés par des particules de masses nulles (photon, gluons) et des particules virtuelles.

Et a priori, dans l'hypothèse des Wimps, la masse de la matière noire (80% de la matière totale) résulte complètement de son interaction avec le champ de Higgs.

Et quand on parle de masse ici, il s'agit de la masse inertielle. Un photon n'a pas d'inertie mais gravite. De même une particule de matière noire dans un champ de Higgs nul n'aurait pas d'inertie mais il aurait la même énergie et graviterait pareil.