MASSES en INFINIMENT PETIT

-masses en infiniment petit

La masse (grandeur fondamentale) est une charge gravitationnelle induite

Dimension de la masse : M      Symbole : m    Unité S.I.+ : le kilogramme (kg) 

Relations avec autres unités :

1 gramme (g) vaut 10-3 kg 

1 unité de masse atomique unifiée (u.m.a) vaut 1,6605.10-27 kg

1 Gev/ c² (unité de microphysique) vaut 1,782. 10-27 kg 

1 Mev/ c² (unité de microphysique) vaut 1,782. 10-30 kg 

1 masse de l’électron au repos (mé) vaut 9,109. 10-31 kg 

La masse est une notion induite (comme ses consoeurs les charges gravitante, électrique et magnétique) Pour créer une telle charge induite, il faut une grandeur inductrice déjà existante: et c’est le champ de Higgs  qui tient ce rôle créateur 

La formulation de création d’une masse est m = Y*.dpU / c4.dKL   

où m(kg)= masse apparue grâce à un champ de Higgs Y* disponible dans le vide

(son quantum valant ~ 2,4.10-36 m3-sr/s²)

c = constante d'Einstein (2,99792458 .108 m/s)

KL = constante cosmologique  (2,2.10-51 sr/m²)

pU[~ 2.10-8 J/m3) = énergie volumique dans la zone d’espace en cause 

La création d'une masse survient le plus souvent en sortie d'un trou blanc ou dans des zones de fluctuation fertile de la constantecosmologique. Elle s’exprime autour d’une  valeur maxi de 2.10-27 kg (masse moyenne d’un baryon) correspondant à une énergie de (10-27.c²) ≈ 3.10-10 Joule, valeur basique d’énergie du milieu universel, nommée ‘’énergie élémentaire de point zéro (Ep0 ≈ 3.10-10 J) 

Les zones dans lesquelles il y a création de masse,  correspondent à celles où les fluctuations de la constante cosmologique deviennent alors suffisamment élevées   et pérennes.  Cependant, grand nombre de particules créées dans ces zones, ne sont pas abouties, car les fluctuations du vide y sont trop insuffisantes. Il apparaît donc des  particules fugaces (dites  particules virtuelles) naissant sous forme de paires (particule-antiparticule) ce qui les soumet -bien sûr- à d'immédiates annihilations.

Ces particules virtuelles apparaîssent fort peu de temps pour chacune d'entre elles, mais --compte tenu du nombre extraordinaire de leurs créations instantanées-cela finit par emprunter une énorme énergie au milieu universel pourvoyeur. On classe cette énergie dans l'énergie sombre, mais il faut quand même réaliser que cela pompe environ 1% du total de l'énergie universelle.

Exceptionnellement,  la rencontre de 2 bosons de jauge massiques peut créer une masse: par exemple  deux photons de fréquence porteuse ~1020 Hz impliquent une énergie  E = 2h.ν = 2.(6,6.10-34 J-s).(1020 Hz) ~ 10-13 Joule  >>> ceci correspond à 1/1000 de l’énergie de point zéro, mais c'est suffisant pour créer une particule de masse m = E/c² = 10-13/ 1017 ~ 10-30 kg, qui est la pointure d'un électron

 

 MASSES des PARTICULES ÉLÉMENTAIRES

 -la masse relativiste  est m = E / c²

   m(kg)= masse de particule et c (= 3.108m/s)

  E(J)= son énergie

  Pour une particule se déplaçant à une vitesse v, inférieure à c :

   m = m0.[1 - (v/c)² ]1/2   où m0(kg) = sa masse au repos

 

 -valeurs numériques de quelques masses utilisées en infiniment petit

 ----ces particules ont des rayons < à 10-14 m

---particules supposées au repos

---valeurs en kg et arrondies (tout cela est < 10-25 kg, soit ~100 GeV/c²)

 Attention: certains auteurs s'autorisent à simplifier les écritures (en posant c = 1) et ceci entraîne de lire qu’une masse s’exprime en MeV ou GeV (méga ou gigaélectron-volt):  c’est faux, car une masse s’exprime en (MeV / c²) ou en (GeV / c²)

 Le MeV et le GeV sont des unités d’énergie, ce qui reste totalement différent d’une masse, malgré la formule de correspondance (et non d’égalité) de A. Einstein

  1 MeV/ c²(unité de microphysique) vaut 1,782.10-30 kg

  1 GeV/ c²(unité de microphysique) vaut 1,782.10-27 kg

 1 unité u (masse moyenne d'un nucléon) ~1,660.10-27 kg (9,3149.10MeV/c²)

   

 --masse de l’électron au repos (mé) = 9,109.10-31 kg

 -- masses des baryons = (2 à 9.10-27 kg)

  --masses des leptons neutrinos = (3.10-32 à 3.10-36 kg) 

 --masses des leptons muon et tauon = (2.10-28 et 10-27 kg)

 --masses des quarks = (1 à 30000 .10-29 kg)

 --masses des boules de glu = (environ 5.10-27 kg) 

  --masses des bosons W+/-, Z, Y = 1,5.10-25  kg

  --masse du boson BEHHGK  2,23.10-25  kg

  --masse des photons = 0  kg

--masse des Higgs 2 = (~ 10-65 kg)

 -- masses des mésons = (10-26 à 10-28 kg)

  -exemple de calcul de la masse du méson (mm)

a))-calcul à partir du bombardement par un proton:

mm = h / c.lcible /// h = 6,63.10-34 J-s /// c = 2,998.108 m/s/// lcible(m) = 10-15 m

d’où mm ~ 2.10-27 kg

b))-calcul à partir des ondes de matière de de Broglie:

lB = h / Q’ or Q’ = mm.c, on en tire mm = h / c.lB  d’où mm ~ 2.10-27 kg

  

 -masse de Wesson 

 Un certain Wesson a prétendu que la plus petite masse théorique envisageable en physique quantique est de 1,5.10-68 kg, ce qui correspondrait (peut- être ?)

à la masse d'un boson de Higgs type 2 --père du graviton--

Mais Wesson s'embarque vers des utopies avec un espace à 5 dimensions (3 de géométrie, une de temps, une de géomasse) dl5 = G.dm / Ω.c²      C'est farfelu

 

  -masse de Planck (mP): c’est la masse d’une particule hypothétique (de très haute énergie), qui aurait pu exister au début de l’univers et telle que les 3     constantes de couplage     (El°-magn, forte et faible) auraient alors présenté la même valeur, avant de diverger 

Cette masse de Planck est  mP = Ω.(h.c / G)1/2   soit mP =  2,176.10-8 kg

 

-masse apparente d'un trou 

un trou est un électron manquant dans la zone de valence du réseau cristallin d’un transistor. Il est équivalent à une charge (+ e) sans support "apparent"

Mais on fait comme si le trou était porteur d'une particule massique et on lui applique une masse apparente:  mt = h².dJn² / d²E

où mt(kg)= masse apparente du trou

h= constante de Planck(6,62606876.10-34 J-s)

E(J)= énergie de l’électron

Jn(m-1)= NOMBRE d’ondes

 

-masse effective d’un électron dans un solide

 c’est la masse corrigée en fonction de la dispersion énergétique

 mh².dω² / dE²

 me(kg)= masse effective

 h  = moment cinétique quantifié, dit Dirac h ou "constante de Planck réduite", valant 1,054.10-34 J-s/rad

 ω(rad/s)= vitesse angulaire de l’électron

 dE(J)= dispersion énergétique de l’électron qui est en outre dE = v.h.dJn

 v(m/s)= vitesse de groupe et Jn(m-1)= nombre d’onde

 

-relation entre masse et portée pour un boson hadron

m = h / l.c

 avec m(kg)= masse duhadron (hadron signifiant adepte de l'interaction forte)

 h= constante de Planck (6,62606876.10-34 J-s)

 c= constante d'Einstein(2,99792458.10m/s)

l(m)= portée active du hadron

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