Interactions de particules fondamentales

Dossier : Arts, Lettres et SciencesMagazine N°574 Avril 2002Par : Pierre BLANC (35)Rédacteur : Pierre BLANC (35)

Introduction

Au départ, tout repose sur trois pos­tu­lats ini­tiaux. Ceux-ci sont arbi­traires, donc incon­tes­tables par convention.

  • Le pos­tu­lat 1 admet la pos­si­bi­li­té de l’existence de charges ima­gi­naires (+i) ou (-i) qui se révé­le­ront res­pon­sables de la gra­vi­té, à côté des charges réelles (+1) ou (-1) qui le sont de l’électricité.
  • Le pos­tu­lat 2 pose que la gran­deur de la force que la par­ti­cule influen­çante exerce sur la par­ti­cule influen­cée dépend de la gran­deur de l’angle solide sous lequel la par­ti­cule influen­cée “ voit ” la par­ti­cule influençante.
  • Cet angle solide devient ima­gi­naire si la par­ti­cule influen­cée pénètre dans l’espace intra­par­ti­cu­laire de la par­ti­cule influen­çante en tra­ver­sant l’enveloppe de cel­le­ci. Cette opé­ra­tion que nous qua­li­fie­rons de “ fusion ” consti­tue le pos­tu­lat 3.

L’ensemble de ces trois conven­tions sera dénom­mé “ sys­tème FASI ” (Fusion – angle solide – imaginaire).

Mémoire M‑1 : particules fixes

1. Il est alors mon­tré que la consi­dé­ra­tion de ce “modèle réduit ” conduit tout natu­rel­le­ment à une for­mu­la­tion unique des forces d’interaction, s’appliquant aus­si bien au cas de la gra­vi­té qu’à celui de l’électricité et, en appli­ca­tions numé­riques, don­nant les mêmes résul­tats que ceux des lois clas­siques de New­ton et de Coulomb.

2. En outre, la for­mu­la­tion de cette expres­sion unique conduit à décom­po­ser en fac­teurs la constante G (dite uni­ver­selle) de la gra­vi­té (ain­si que la constante E de l’électricité, qui en serait l’analogue), révé­lant ain­si la consti­tu­tion interne de ces constantes.

La for­mu­la­tion unique réa­lise donc la syn­thèse “interne” (et non plus seule­ment for­melle) des lois de New­ton et de Coulomb.

3. Le modèle réduit consi­dé­ré ici ne met donc pas en évi­dence quelque phé­no­mène phy­sique nou­veau, mais ouvre de nou­velles pos­si­bi­li­tés d’interprétation et d’explication de phé­no­mènes connus :

– de même que l’électron est res­pon­sable des inter­ac­tions élec­triques, nous avons dénom­mé “ GRA­Vec­tron ” la par­ti­cule fon­da­men­tale dont la charge est ima­gi­naire (-i dans notre uni­vers local) et qui serait res­pon­sable des inter­ac­tions gra­vi­fiques. Le cal­cul mon­tre­ra que son rayon est légè­re­ment supé­rieur à la lon­gueur de Planck ;

– l’interaction forte appa­raît dans l’élaboration du pro­ton, par “ fusion ” d’un gra­vec­tron dans l’espace intra­par­ti­cu­laire d’un positon ;

– l’interaction faible, qui appa­raît dans la décom­po­si­tion du neu­tron (radio­ac­ti­vi­té bêta-moins) peut être inter­pré­té, dans le cadre du pré­sent modèle, par­ti­cu­laire et sim­pli­fié, sans qu’il soit besoin de faire appel à la notion de neutrino ;

– l’analyse de l’expérience d’Eötvos montre que celle-ci ne peut per­mettre d’affirmer que toute masse inerte est pesante. L’inertie est une pro­prié­té tout à fait géné­rale, tan­dis que la sen­si­bi­li­té à la gra­vi­té est propre à la charge imaginaire ;

– une expli­ca­tion des ano­ma­lies du mou­ve­ment de rota­tion de cer­taines galaxies en forme de disque tour­nant pour­rait résul­ter de l’application de la for­mu­la­tion unique sans qu’il soit besoin de recou­rir à l’hypothèse d’une “ masse manquant ” ;

– acces­soi­re­ment sont sou­li­gnées les consé­quences du fait que la constante de Hubble n’est en réa­li­té pas une constante ;

– enfin, bien que ce soit en dehors du sujet, il est sug­gé­ré que l’expansion spa­tiale ne sau­rait être com­pa­rée par ana­lo­gie au cas d’une bau­druche por­teuse de signes et éti­rée ou gonflée.

4. C’est déli­bé­ré­ment qu’un modèle réduit tel que celui qui fait l’objet du Mémoire M1 ne reflète que par­tiel­le­ment et approxi­ma­ti­ve­ment les traits en vraie gran­deur du sys­tème étu­dié (ici la réa­li­té du monde physique).

En effet, ce modèle réduit mal­gré (ou jus­te­ment à cause de) sa sim­pli­ci­té conduit à de nou­velles pos­si­bi­li­tés d’interprétation des phé­no­mènes physiques.

Mémoire M‑2 : particules mobiles

1. Pour obte­nir la loi d’interaction des par­ti­cules mobiles à par­tir de la loi d’interaction des par­ti­cules fixes (P/P), il y a lieu d’affecter à celle-ci un fac­teur cor­rec­tif rela­ti­viste (dans le cadre de la rela­ti­vi­té res­treinte). Celui-ci sera consti­tué par un déve­lop­pe­ment en série en v/c (v = vitesse moyenne de la par­ti­cule influen­çante). On consi­dé­re­ra alors un cir­cuit élec­trique C comme un assem­blage de néga­tons de vitesse v et de par­ti­cules fixes à charge positive.

L’interaction C/C des deux cir­cuits sera la somme des inter­ac­tions de chaque par­ti­cule d’un cir­cuit sur celles de l’autre. Puis par iden­ti­fi­ca­tion, on peut obte­nir la valeur numé­rique des coef­fi­cients des dif­fé­rents termes du déve­lop­pe­ment, ce qui éta­blit la loi par­ti­cu­laire recherchée.

Cepen­dant le cal­cul montre que, avec un déve­lop­pe­ment limi­té au second degré, l’un des coef­fi­cients “ b ” reste indéterminé.

2. Avec les équa­tions de Max­well, on obtient la valeur b = −1÷2. Cela tient à ce que les équa­tions intro­duisent la notion de champ. Celle-ci consiste à sti­pu­ler qu’une par­ti­cule se trouve sous l’influence d’un champ si l’interaction qu’elle subit est indé­pen­dante de sa vitesse. Or cette notion ne pré­sente pas un carac­tère de néces­si­té logique impérative.

Il convient donc de for­mu­ler une nou­velle condi­tion qui soit expé­ri­men­tale et non plus déduite d’un sys­tème d’équations.

3. Cette nou­velle condi­tion sera expri­mée par l’interaction C/P d’un cir­cuit C sur une par­ti­cule P, venant com­plé­ter l’emploi qui a déjà été fait de C/C et de P/P.

Comme modèle expé­ri­men­tal, il a été choi­si l’interaction répul­sive d’un cir­cuit élec­trique cir­cu­laire sur un néga­ton pla­cé sur l’axe de ce circuit.

C’est une expé­rience cru­ciale, car si l’on prend pour “b” la valeur clas­sique −1÷2, le cal­cul montre qu’il n’y a pas d’interaction. Si une inter­ac­tion est déce­lée, la loi clas­sique est à écar­ter et en outre, l’expérience per­met de mesu­rer la valeur de “ b” dif­fé­rente de −1÷2.

Tous les coef­fi­cients des termes du déve­lop­pe­ment sont alors déter­mi­nés sur les bases expé­ri­men­tales, ce qui démontre la loi d’interaction (alors que la loi clas­sique n’est véri­fiée que par­tiel­le­ment en l’absence de l’expérience C/P).

4. Enfin, comme pour les par­ti­cules fixes, dans le sys­tème FASI, les lois d’interaction élec­triques pour les par­ti­cules mobiles peuvent s’étendre aux inter­ac­tions gra­vi­fiques, donc être appli­cables aux objets dans l’espace.

5. D’autre part, la varia­tion appa­rente de la masse avec la vitesse a un carac­tère mathé­ma­tique et non celui d’une réa­li­té phy­sique. Elle est donc arbi­traire et dépend de la manière dont on répar­tit les cor­rec­tions rela­ti­vistes de la force entre la masse et l’accélération.

Or, la NASA a consta­té pour cer­taines sondes spa­tiales une dif­fé­rence inex­pli­quée entre la vitesse obser­vée et la vitesse calculée.

Cette dif­fé­rence minime (rela­tive 10-9) pour­rait être expli­quée, non par l’influence sur l’orbite obser­vée, de quelque phé­no­mène phy­sique incon­nu, mais du choix de la for­mule de la varia­tion de la masse avec la vitesse dans le cal­cul de la tra­jec­toire nominale.

En effet, l’utilisation de la for­mule pro­po­sée (au lieu de la for­mule clas­sique) dans le cal­cul de la tra­jec­toire nomi­nale per­met d’expliquer la dif­fé­rence constatée

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