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Nécessité théorique des symétries, champs et théories de Jauge. |
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La Théorie Quantique des Champs (TQC) , l'édifice théorique conceptuel et opérationnel utilisé en physique des particules élargit la mécanique quantique classique en imposant que les particules soient représentées comme des excitations de leur champs quantiques et relativistes. Avec les résultats expérimentaux, elle forme le Modèle Standart (de la physique des particules)
La théorie quantique des champs s' appuye à la
base sur les notions de symétries et de conservations de symétries afin
de permettre que les équations qui décrivent les lois physiques soient
invariantes par rapports à des changements des coordonnées, de vitesses,
des phases, d' énergie etc... et aussi par changement de certaines des
particules Ces lois doivent être valables en tout point de l'
Univers.
"En physique théorique, une théorie de jauge est
une théorie des champs basée sur un groupe de symétrie
locale, appelé groupe de jauge, définissant une «
invariance de jauge ». Le prototype le plus simple de théorie
de jauge est l'électrodynamique classique de Maxwell.
------------------------------------------ Les transformations peuvent prendre la forme globale ou locale. Exemple d' invariance globale : gaz composé d' un ensemble de particules massives qui subit une translation ou une rotation => les lois physiques qui décrivent ce gaz restent identiques. Exemple d'invariance locale : on déplace une seule de ces particules, il y a eu un changement dans le système, celui ci doit être compensé par la création d'une interaction et donc d'après la théorie d' 'une particule vecteur de l'intéraction.(boson).
Les invariances pour les transformations locales (symétries locales)
requièrent l' introduction d'une interraction ( force)
Pour en savoir plus sur les symétries : Cours
sur les symétries de M. Franck Laloé pour le DEA de Physique Quantique
Le vide quantique
Dans l' Univers le vide correspond à
l'état d'énergie le plus faible. Ces apparitions - créations de matière
à partir du vide sont dépendentes de l'énergie
du vide.
D'après la théorie le vide quantique est empli d' un champs, qui permet que les particules élémentaires acquièrent leur masse par interaction avec les bosons de Higgs . Le vide emplit du champs de Higg et de bosons de Higg a une énergie plus faible que le vide vide. -------------------------- Champs et bosons de Higgs D'après le modèle standart de la physique des particules, la matière (les fermions) et les particules vecteur de forces (les bosons de jauge) ne peuvent avoir de masse.( "Les théories de jauge s’écrivent nécessairement avec des bosons de masse nulle, ce qui signifie que l’interaction a en principe une portée infinie" =>source). C 'est en interagissant avec un nouveau champs (le champs de Higgs ) et ses bosons vecteurs (les bosons de Higgs ) que les différentes particules élémentaires acquieraient leur masse. La détection expérimentale des Bosons de Higgs, au L.H.C., a été annoncé en juin 2012
Symétries de Jauge et bosons de Higgs sur Luxorion Cours de mécanique quantique avancée : Jean Dalibard Un soupçon de téorie des groupes - B. Delamotte Théorie de jauge locale : http://feynman.phy.ulaval.ca/Symetries/yangmills.htm Introduction à la théorie quantique des champs Pierre Salati (niveau master2)
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