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Allons droit au but : comment le champ de Higgs "donne" une masse aux particules ? (et soyons clair,
on parle du champ de Higgs et NON du boson de Higgs, qui est seulement une excitation
resultante du processus dont on va parler. mais je digresse…revenons à la masse !)
Pour commencer, on a besoin de savoir ce qu'est la "masse" - on va prendre une autre direction
et parler du sens de ne pas avoir de masse : Cela peut sembler fou, mais la définition
d'une particule sans masse est qu'elle voyage à la vitesse dde la lumière. En fait, si on est honnête
on devrait l'appeler "la vitesse des particules sans masse," mais comme les premières particules sans masse
qu'on a connu étaient les photons de lumière, le nom est resté.
Bref, le fait est que les particules sans masse voyagent à 300 millions de mètres par seconde. Les
détails sont expliqués par la relativité restreinte, mais simplement, c'est physiquement impossible
pour une particule sans masse de ne PAS voyager à 300 millions de mètres par seconde. Elles peuvent
voyager en ligne droite ou rebondir sur des choses et changer de direction, mais la vitesse d'une particule
sans masse ne change jamais.
Et donc la masse est juste le propriété de NE PAS DEVOIR toujours voyager à la vitesse de la lumière.
Un effet de bord est qu'on ne PEUT pas voyager à la vitesse de la lumière, mais le clé est
que les particules avec masse sont assez chanceuses pour pouvoir voyager à N'IMPORTE QUELLE vitesse
- tant que c'est moins vite que la lumière. La quantité de masse que quelque chose a dit juste
à quel point il est difficile de passer d'une vitesse à une autre.
Dans la première partie, j'ai mentionné le fait que s'il n'y avait pas de champ de Higgs dans le
modèle standard, TOUTES les particules devraient ne pas avoir de masse et donc voyager à le vitesse de la lumière.
Mais vous et moi et le fromage suisse avons clairement une masse, car on a le luxe d'être capable
de rester en place.
Comment le champ de Higgs nous aide à faire ça ? Et bien, les particules sans masse peuvent seulement
voyeger à la vitesse de la lumière, mais elles PEUVENT rebondir sur des choses. Des choses comme des particules,
qui sont juste des excitations dans un champ quantique. Par exemple, le champ d'electrons est
plus concentré à certains endroits appelés "electronsé - et partout ailleurs est "un espace
vide". mais le champ de Higgs est inhabituel car il a une haute valeur PARTOUT - et pour
être clair, cette haute valeur n'est PAS le fâmeux boson de Higgs, c'est juste une excitation en plus
par rapport à ce champ déjà élevé. Mais comme le champ de Higgs a partout cette valeur
non-nulle, les particules qui PEUVENT interagir avec lui sont plus ou moins en train de rebondir
tout le temps.
Et si une particule sans masse rebondit d'avant en arrière, d'avant en arrière (ou, puisqu'il s'agit
de méchanique quantique, les deux à la fois), alors même si entre les rebonds elle voyage à la
vitesse de la lumière, quand on additionne tout il SEMBLE que la particule va moins vite que
la lumière. Et même ... qu'elle ne bouge pas ! Et comme seules les choses avec une masse ont le droit
de ne pas bouger, notre particule sans masse agit maintenant comme si elle avait une masse. Bien joué, Higgs !
De plus, le champ de Higgs peut même interagir avec ses propres excitations, c'est-à-dire qu'il
peut donner une masse au boson de Higgs. En fait, le champ de Higgs aime interagir avec
lui-même tellement plus qu'avec les petits electrons et protons qui nous composent, que
le boson de Higgs a beaucoup plus de masse - et c'est en partie pourquoi il est si dur
à trouver. Mais ne nous plaignons pas, car même si le Higgs nous a donné beaucoup de soucis
et seulement un peu de masse, au moins nous avons une masse, ce qui nous permet d'avoir le simple plaisir
de ne pas bouger.