10 novembre 2009
Co que voletz
Encuei vos perpausi de faire un article permanent (li aurà un ligam dins la colona a man drecha) per recampar toei vòstrei vòts :
Voletz que parli de quaucarren de particular ? Avetz vist un article sus un fenomèna naturau e voletz saupre ço qu'en pensi ? Voletz un conselh scientifica per netejar vòstreis olas ? Voletz introdusir un debat sus un subjècte ligat a la sciença ? O non sabi qué... Es aquí que cau demandar !
Mandetz un pichon comentari aquí e provarai de faire un article sus ço que m'avetz demandat tres qu'es possible.
08 novembre 2009
Lei brocaduras de l'IEO
Aviáu auvit de gent que m'avian dich qu'existava unei brocaduras scientifica qu'avian trobat dins tal o tal locau de l'IEO. Ai cercat sus lo oèb, vaqui ço qu'ai trobat, tres lexics : informatica, biologia e matematicas. Malastrosament ren de mai, e ren que parla dau fons scientific puslèu que de lengüistica aplicada.
Mai sus lo foròm Occitania!! es estat dich que li a agut de brocaduras d' "iniciacion a la fisica quantica dins lo locau de l'IEO Besiers" e "de quimia organica a l'IEO33". Adonc se avetz mai d'informacion sus aquelei brocaduras o d'autrei, esperi vòstrei comentaris...
29 octobre 2009
En grève
Je suis en grève tant que vous ne me ferez pas de commentaires. Des commentaires d'un mot si vous voulez, ou des commentaires assassins, ou des commentaires pour dire que vous n'avez rien compris, je m'en fout, mais des commentaires, merde ! Je ne peux pas parler dans le vide sans savoir si ce que je fais est bon ou pas...
En cauma
Siéu en cauma de tant que mi faretz pas de comentaris. De comentaris d'un mòts se voletz, o de comentaris assassins o de comentaris per dire qu'avètz ren capit, m'en bati, ma de comentaris, merda ! Pòdi pas parlar dins lo vuèj sensa saupre se ço que fau es bòn o pas...
26 octobre 2009
Encausa e consequença
La question de l'emplicacion logica, dei relacions entre encausas e consequenças, es a la basa de totei nòstrei reflexions, que siágue dins la sciença, la filosofia, o la vida vidanta. Mai es soventi fes mau entenduda, coma va mòstran lei sofisme tau lo famós "Tot ço qu'es rare es car. Un chivau bon mercat es rare. Donc un chivau bon mercat es car."
En fach finda per un scientific li a mantuns contèxtes per estudiar ço qu'es l'emplicacion logica...
En logica classica
En logica classica, tot es construch a partir de tres operacions logicas de basas : e, o, non.
- La proprietat A∧B (legir "A e B") es verai se A e B son toei dos verai
- La proprietat A∨B (legir "A o B") es verai se au manco l'una dei doas es verai
- La proprietat ¬A (legir "non A") es verai se A es faussa.
Alora l'emplicacion es definida per (A ⇒ B) ⇔ (¬A ∨ B) : A es faussa o B es verai. L'enterpretacion sembla clara, se sabem que (A ⇒ B) es verai vòu dire que :
- Se A es verai, es pas faussa, donc B es verai (senon li a pas "A faussa o B verai""). Li a donc ben une mena d'emplicacion.
- Se A es faussa, podem ren dire, ja que de tot biais "A faussa o B verai" es totjorn verai, quau que siágue B. Mòstra lo foncionament en sens unic de l'emplicacion : se avèm d'informacion sus A alora avèm d'informacion sus B, mais pas lo contrari.
Fin finala totei lei proprietats de l'emplicacion decolan dei proprietats dei objèctes de basa que son leis operacions e, o, non. Per exemple la traspausicion : avèm vist que es (A ⇒ B) diferent de (B ⇒ A), e que lo segond es pas una consequença dau premier ; mai per contre una consequença de (A ⇒ B) es que (¬B ⇒ ¬A). Un exemple embé de mòts :
Se siás provençau alora siás bèu. Traspausicion : Se siás pas bèu, alora siás pas provençau.
Demonstracion matematica :
(A ⇒ B) ⇔ (¬A ∨ B) ⇔ (¬¬B ∨ ¬A) ⇔ (¬B ⇒ ¬A)
Es que l'encausa es totjorn avans la consequença ?
En logica classica aquela question a ges de sens, ço qu'es un pauc un problèma. D'un costat dau vejaire d'informaticians teoricians o d'unei matematicians fondamentalistes, que vòlon de demostracion constructivas (valent a dire que non basta demostrar qu'un objècte matematic existe, lo cau construir a partir dei objèctes existant precedentament). D'un autre costat es tanben un pauc escagassant dau vejaire dau fisician : la teoria de la relativitat Einsteiniena prevei que la consequença deu estre dins lo còne d'avenidor de l'encausa (valent a dire qu'aurián pougut estre ligats per un signau que si desplaça a la vitessa de la lum o mens). Mai en logica classica li a ges de temps, que siágue un temps fisic (que si pòu veire sus una mòstra) o un temps dins la demostracion matematica (monte par exemple poriáu dire "siéu a la tresena linha de la demostracion sus mon papièr", es a dire embé la linha dos dins la passat e la linha quatre dins l'avenidor).
La conclusion es qu'en fach li a mantunas definicion de ço qu'es la logica, li a pas sonque una logica perfèta ! Autrei logicas foguèron definidas per s'entrepachar d'aqueu problèma de temporalitat, mai tanben per d'autrei causas, coma par exemple levar un pauc lo caractère binari de la logica classica. Bensai tornarai sus d'exemple dins un nòu bilhet.
15 octobre 2009
La particule du gabian
Une nouvelle anecdote aujourd'hui : l'origine du nom quark. La majorité des particules ont un nom dont on peut retracer l'étymologie, soit pour le commun des mortels (ex: neutre + on → neutron) soit pour un grecophone (ex: ἁδρός, hadrós, fort + on → hadron ). Mais le quark fait exception, il n'y a aucune raison rationelle pour qu'un quark soit appelé quark.
Ce nom fût donné par le père du modèle des quarks, Murray Gell-Mann (prix Nobel 1969). Il explique un peu son choix dans le livre The Quark and the Jaguar, où il compare la physique des particules et la théorie de l'évolution. Ansi, cette inspiration est venue de la lecture de Finnegans Wake, un livre un peu expérimental voire étrange. Voilà le moment où il aparaît :
Three quarks for Muster Mark!
Sure he has not got much of a bark
And sure any he has it's all beside the mark.
—James Joyce, Finnegans Wake
Je vous donne ici l'explication en anglais du livre The Quark and The Jaguar (l'histoire ne dit pas s'il avait bu et fumé comme John Ellis et ses pingouins ou s'il est simplement fadat) :
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In 1963, when I assigned the name "quark" to the fundamental constituents of the nucleon, I had the sound first, without the spelling, which could have been "kwork". Then, in one of my occasional perusals of Finnegans Wake, by James Joyce, I came across the word "quark" in the phrase "Three quarks for Muster Mark". Since "quark" (meaning, for one thing, the cry of the gull) was clearly intended to rhyme with "Mark", as well as "bark" and other such words, I had to find an excuse to pronounce it as "kwork". But the book represents the dream of a publican named Humphrey Chimpden Earwicker. Words in the text are typically drawn from several sources at once, like the "portmanteau" words in "Through the Looking-Glass". From time to time, phrases occur in the book that are partially determined by calls for drinks at the bar. I argued, therefore, that perhaps one of the multiple sources of the cry "Three quarks for Muster Mark" might be "Three quarts for Mister Mark", in which case the pronunciation "kwork" would not be totally unjustified. In any case, the number three fitted perfectly the way quarks occur in nature. |
13 octobre 2009
La particula dau gabian
Una nòva anecdòta encuèi : l'origina dau nom quark. La magèr part dei particulas an un nom que si pòu retraçar son etimologia, siá per lo comun dei mortaus (ex: neutre + on → neutron) siá per un grèga-parlant (ex: ἁδρός, hadrós, fòrt + on → hadron ). Mai lo quark fa excepcion, li a ges de rason racionala per qu'un quark siágue dich quark.
Aqueu nom foguèt balhat per lo paire dau modèl dei quarks, Murray Gell-Mann (premi Nobel 1969). Explica un pauc sa causida dins lo libre The Quark and the Jaguar, monte compara la fisica dei particulas e la teoria de l'evolucion. Ansin, aquela inspiracion es venguda de la legida de Finnegans Wake, un libre un pauc experimentau o finda estrange. Vaqui lo moment onte apareisse :
Three quarks for Muster Mark!
Sure he has not got much of a bark
And sure any he has it's all beside the mark.
—James Joyce, Finnegans Wake
Vos balhi aqui l'explicacion en inglés dau libre The Quark and The Jaguar (l'istòria ditz pas se aviá beugut e fumat coma John Ellis e sei pingoíns o se era simplament fadat) :
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In 1963, when I assigned the name "quark" to the fundamental constituents of the nucleon, I had the sound first, without the spelling, which could have been "kwork". Then, in one of my occasional perusals of Finnegans Wake, by James Joyce, I came across the word "quark" in the phrase "Three quarks for Muster Mark". Since "quark" (meaning, for one thing, the cry of the gull) was clearly intended to rhyme with "Mark", as well as "bark" and other such words, I had to find an excuse to pronounce it as "kwork". But the book represents the dream of a publican named Humphrey Chimpden Earwicker. Words in the text are typically drawn from several sources at once, like the "portmanteau" words in "Through the Looking-Glass". From time to time, phrases occur in the book that are partially determined by calls for drinks at the bar. I argued, therefore, that perhaps one of the multiple sources of the cry "Three quarks for Muster Mark" might be "Three quarts for Mister Mark", in which case the pronunciation "kwork" would not be totally unjustified. In any case, the number three fitted perfectly the way quarks occur in nature. |
11 octobre 2009
Une histoire de pingouin
Quelquefois les physiciens ont des inspirations étranges, aujourd'hui je vais vous parler du diagramme pingouin. C'est une classe de diagrammes de Feynman dont la forme ressemble vaguement (mais alors vaguement...) à un pingouin. Le terme fut inventé par le théoricien anglais John Ellis, qui explique [ref] :
"Mary K. [Gaillard], Dimitri [Nanopoulos] et moi étions d'abord interessés à ce qu'on appelle aujourd'hui diagrammes pingouin alors que nous étions en train d'étudier la violation de symétrie CP dans le Modèle Standard en 1976... Le nom pingouin vint en 1977, comme cela :
Au printemps 1977, Mike Chanowitz, Mary K et moi écrivions un papier sur les GUTs prédisant la masse du quark b avant qu'il soit découvert. Quand il fût trouvé quelques semaines plus tard, Mary K, Dimitri, Serge Rudaz et moi comencèrent immédiatement à travailler sur sa phénoménologie. Cet été là, il y avait une étudiante au CERN, Melissa Franklin qui est maintenant expérimentaliste à Harvard. Un soir, elle, moi, et Serge sommes allés dans un pub, et elle et moi comencèrent un jeu de fléchettes. Nous avons fait un pari, que si je perdais je devrais caser le mot pingouin dans mon prochain papier. En fait elle quitta le jeu de fléchettes avant la fin, et fut remplacée par Serge, qui m'a battu. Malgré tout, je me suis senti obligé de réaliser les conditions du pari.
Pendant un moment, il n'était passi clair pour moi comment mettre le mot dans ce papier sur le quark b que j'étais en train d'écrire à ce moment là. Puis, un soir, après le travail au CERN, je me suis arrêté sur le chemin du retour chez moi pour rendre visite à un ami vivant à Meyrin où j'ai fumé quelques substances illégales. Plus tard, quand je suis retourné chez moi et que j'ai continué à travailler sur notre papier, j'ai eu un flash soudain que les fameux diagrammes ressemblaient à des pingouins. On a alors mis le nom dans notre papier, et le reste, comme on dit, est histoire."
Mais qu'est-ce qu'un diagramme de Feynman ?
C'est une methode pour représenter un calcul d'une manière très picturala et physique. Les lignes représentent physiquement une particule qui se promène dans le sens des flèches, et les points sont des interactions entre plusieurs particules. Mathématiquement il y a une correspondance exacte entre chaque diagramme et chaque formule qu'on peut trouver en physique des particules. Pour ce qui est de la place des points, dans un sens (généralement de gauche à droite) est le temps, et dans l'autre sens c'est une direction d'espace. Au final une particule qui va dans le sens inverse du temps est en fait équivalente à une antiparticule qui va dans le sens du temps.
Dans l'exemple à droite on représente un couple électron-positron qui collisionnent et s'annihilent en un photon, qui finalement se désintegre de nouveau en un couple électron-positron. On voit bien sur la gauche du diagramme que l'électron et le positron sont bien séparés en espace, puis quand le temps avance (c'est-à-dire quand on va vers la droite) l'électron et le positron s'approchent, et quand ils se touchent ils se transforment en un photon, etc.
Una istòria de pingoín
De còps que li a lei fisicians an d'inspiracions estranjas, encuèi vos vau parlar dau diagrama pingoín. Aquò es una classa de diagrama de Feynman que sa fòrma sembla vagament (mai alora vagament...) a un pingoín. Lo tèrme foguèt inventat per lo teorician inglés John Ellis qu'explica [ref] :
"Mary K. [Gaillard], Dimitri [Nanopoulos] e iéu foguèron d'en premier interessats a ço qu'ara dison diagramas pingoín mentre qu'erem estudiant la violacion de simetria CP dins lo Model Estandard en 1976... Lo nom pingoín venguèt en 1977, coma aquò :
Dins la prima de 1977, Mike Chanowitz, Mary K e iéu escrivieron un papièr sus lei GUTs predisent la massa dau quark b avans que siágue trobat. Quora foguèt trobat unei setmanas mai tard, Mary K, Dimitri, Serge Rudaz e iéu comencerem imediatament a trabalhar sus sa fenomenologia. Aquel estiu, li aviá una estudianta au CERN, Melissa Franklin qu'ara es experimentalista a Harvard. Una serada, ela, iéu, e Serge venguerem en un pub, e ela e iéu comencerem un juèc de flechetas. Avem fach una escomessa, que se perdiáu deuriáu botar lo mòt pingoín dins mon papièr de venir. En fach quita lo juèc de flechètas avans la fin, e foguèt remplaçada per Serge, que mi batèt. Pasmens, mi sentèri oblijat de realisar lei condicions de l'escomessa.
Pendent un moment, era pas tant clar per iéu coma botar lo mòt dins aqueu papièr sus lo quark b qu'eri escrivent d'aquesto temps. Puèi, un ser, apres lo trabalh au CERN, m'aresteri sus lo camin au tornar a maion per visitar un amic vivent a Meyrin monte fumeri de substanças illegalas. Pus tard, quora torneri au miéu e continuèri a trabalhar sus nòstre papièr, ai agut un flash subit que lei famós diagramas semblavan a de pingoíns. Alora boterem lo nom dins nòtre papièr, e la sobra, coma dison, es istoria."
Mai qu'es qu'un diagrama de Feynman ?
Es una metòda per representar un calcul d'un biais fòrça picturau e fisic. Lei linhas representan fisicament una particula que si passeja dins lo sens dei flèchas, e lei ponchs son d'entaraccion entre mantunas particulas. Matematicament li a una correspondança exacta entre cada diagrama e cada formula que podèm trobar en fisica dei particulas. Per ço qu'es de la plaça dei ponchs, dins un sens (generalament de seneca cap a drecha) es lo temps, e dins l'autre sens es una direccion d'espaci. Fin finala una particula que va dins lo sens inverse dau temps es en fach equivalent a una antiparticula que va dins lo sens dau temps.
Dins l'exemple a man drecha representam un coble electron-positron que colisionan e s'anihilan en un foton, que fin finala si desintegra de nòu en un coble electron-positron. Vesem ben a man seneca dau diagrama que l'electron e lo positron son ben desseparats en espaci, puèi quora lo temps fa avans (es a dire qu'anem cap a drecha) l'electron e lo positron s'aprochan, e quora si tocan si tornan en un foton, etc.
10 octobre 2009
La masse du monde
La masse est un concept qui n'est souvent pas si naturel qu'on le pense. Vous vous souvenez peut-être de votre prof de collège qui vous emmerdait avec ses "il faut pas confondre poids et masse". Mais même pour les scientifiques ce n'est pas toutjours une notion bien claire, j'ai pu remarquer ça récemment dans une discussion aux Houches. Ici je vais essayer d'expliquer un peu ce concept jusqu'à l'explication de la création de la masse dans l'univers.
La masse en general
Le concept de masse est utilisé dans un tas de
contextes, avec des formalismes mathématiques différents qui peuvent cacher la vraie unité de ce concept. Mais en fait c'est toujour la même chose : la masse d'un objet correspond à la dificulté qu'il a de se mouvoir. Plus tu es léger, moins il te faut d'effort pour te déplacer.
Pour ceux qui ont des souvenirs de leurs cours de physique de segonde, en mécanique c'est la formule ma=F : le produit de la masse par l'accéleration est égale au total des forces exercées.
Si on veut une définition plus exacte de ce qu'est une masse il faut faire référence à la relativité restreinte d'Einstein. Une masse carré est le carré invariant d'un vecteur énergie-impulsion... cette définition est belle pour le physicien, parce qu'elle est déterminée par des considérations de symétries physiques, et non des mathématiques, mais je dois avouer qu'elle n'est pas super claire pour le commun des mortels. En fait cela veut dire que la masse est l'énergie qu'on peut mesurer si on se place dans le référenciel de l'objet, c'est le "E=mc2" d'Einstein. Mais cela veut surtout dire que dès que tu as mesuré la masse, c'est une caractéristique du système qui ne va pas changer s'il se déplace ou change sa vitesse. C'est-à-dire que la connaissance de la masse donne une relation entre l'énergie et l'impulsion (l'impulsion est plus ou moins la vitesse), c'est-à-dire entre l'effort fait et le déplacement qu'il a produit, et maintenant nous sommes retombés sur nos pieds (même si vous n'avez peut-être rien compris de ce paragraphe, mais ce n'est pas très grave, c'était pour les initiés :) ).
La masse d'une particule
Pour une particule (électron, proton, neutron, etc.) la mesure de la masse est un peu compliquée. On n'a pas de balance : même si on était capables d'isoler une unique particule, son poids est trop petit pour être mesuré, et il vaut mieux utiliser d'autres interactions, particulièrement l'interaction électro-magnétique. Et puis de toute manière, nous ne sommes pas capables d'isoler une unique particule (ni en practique ni même en théorie, nous le verrons à la partie suivante) !
Alors en pratique la methode de base pour déterminer une masse est de tracer un histogramme comme celui à gauche. Un tel histogramme compte le nombre de particules détectées dans chaque tranche d'énergie (souvenez-vous : énergie et masse sont pareilles, cf Einstein). On cherche un pic dans le signal ; généralement la position en abscisse ce ce pic correspond à la masse d'une particule. Autrement dit : la majorité des particules crées dans un accélerateur de particules a une énergie voisine de la masse d'une des particules qui interviennent dans la collision.
La renormalisation
Mais en fait cela nous donne une masse effective, pas la masse d'une seule particule isolée et bien définie. Le problème majeur ici n'est pas de savoir ce qu'est la masse, mais qu'est-ce qu'une particule isolée. En effet chaque particule est toujours entourée d'un nuage de paires particule-antiparticule (par exemple électron-positron), qui sont sans cesse crées et annihilées par la particule étudiée. Et on ne peut pas séparer le nuage et la particule centrale, en fait le nuage fait partie de la particule physique. Le problème est que le concept de particule ponctuelle qu'on utilise dans nos théories n'est pas adapté à la realité physique où les particules sont un champ qui s'étend librement dans tout l'espace. Les mathématiciens (toujours emmerdants ceux-là ^^) diraient que c'est parce qu'on ne sait pas utiliser les distributions (un outil mathématique) correctement. Pour résoudre ce problème on a un truc : une opération qu'on appelle renormalisation ; mais c'est une chose assez compliquée.
Au final le concept de la renormalisation est que la masse (effective) dépend de l'échelle à laquelle on regarde. Si on regarde une particule de loin cela semble être une unique particule, et la masse effective est proche de la masse réelle ; mais si on s'approche on voit que le nuage est composé d'un tas de paires particule-antiparticule, et il faut ajouter les énergies d'interaction pour avoir la masse effective. Mathématicament on a l'impression que la masse change, mais en fait c'est l'inverse, c'est plutôt la notion de particule ponctuelle qui change : cela correspond à "ponctuelle plus ou moins une précision" (un cutoff UV en termes techniques), et c'est cette précision qui change selon le point de vue.
Le boson de Higgs
On sait maintenant plus ou moins qu'est-ce que la masse, il nous faut encore voir d'où elle vient. Le modèle un peu à la mode pour expliquer la masse des particules est le boson de Higgs, qui n'a encore pas été découvert, mais ça c'est le travail du LHC. Nous verrons que ce n'est en fait pas l'explication principale de la masse de l'univers, mais il explique la masse des particules les plus élémentaires.
Le principe est de considérer que l'univers est baigné dans un amas de particules d'un genre nouveau qu'on appelle bosons de Higgs. Toutes les autres particules auront une interaction avec ce fond de bosons de Higgs, donc une énergie d'interaction, donc une masse (cf. E=mc² toujours).
Pour expliquer pourquoi l'univers es baigné dans un tal amas de particules il y a le concept de brisure spontanée de symétrie (prix Nobel 2008) : si je suis au sommet d'une montangne je peux tomber d'un côté ou de l'autre, à la basa quand je suis en haut il y a une symétrie entre les deux côtés, mais une fois que j'ai chuté j'ai "choisi" un côté e brisé la symétrie. L'application au cas du boson de Higgs est qu'avec ce type de comportement on peut faire apparaître des particules uniquement "d'un côté de la montangne", ce qui fait qu'elles agissent dans le même sens, alors que s'il y avait tant de particules d'un côté que de l'autre, l'effet total de tous les bosons de Higgs serait nul.
La masse des protons et neutrons
Mais pour casser un peu l'excès d'importance que prend le boson de Higgs dans la communication scientifique d'aujourd'hui, il faut signaler qu'il n'explique pas de lui-même toute la masse du monde. Il est efficace pour expliquer la masse des bosons W et Z, qui est la raison majeure pour que l'interaction faible soit dite faible. Mais la majeure partie de la masse du monde (à part ces conneries d'énergie noire et de matière noire) est de loin dans les nucléons (protons e neutrons), pour plus de 99%. Et le Higgs seul n'explique pas l'existence de la masse du nucléon.
Le Higgs explique l'existence de la masse des quarks, mais la masse des quarks n'est qu'une toute petite partie de la masse du nucléon (moins de quelques pourcent). La plus grand partie vient de l'interaction nucléaire forte entre ces quarks. Le calcul de cette masse peut être fait sur des supercalculateurs, par ce qu'on appelle la chromodynamique quantique sur réseau.
