[News] Axions: nouvelles données sur la nature de la matière noire

La physique de l'Univers...

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Adrien
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[News] Axions: nouvelles données sur la nature de la matière noire

Message par Adrien » 17/02/2015 - 0:00:29

Une recherche réalisée par des scientifiques de l'Université de Grenade peut contribuer à déterminer la nature de la matière noire, un des plus grands mystères de la physique qui, comme il est su par ses effets gravitationnelles, constitue plus de 80% de la masse de l'univers.

Dans un article publié dans la revue Physival Review Letters, Adrián Ayala et sa directrice de thèse Inmaculada Domínguez, membres du groupe « FQM-292 Évolution Stellaire et Nucléosynthèse » de l'Université de Grenade, sont arrivés à mettre des limites aux propriétés de l'une des particules candidates à matière noire : les axions.


Constante de couplage axion-photon en fonction de la fraction de masse initiale de 4He (Y) de l'étoile. Y sont signalées les limites obtenues par différentes méthodes. D'après l'analyse réalisée par les chercheurs, les valeurs les plus probables se trouvent dans la zone orange, la limite supérieure átant celle indiquée en rouge.
Ont également participé à ce travail Maurizio Giannotti (Université de Barry, États-Unis), Alessandro Mirizzi (Deutsches Elektronen-Synchrotron, DESY, Allemagne) et Oscar Straniero (Institut National d'Astrophysique, INAF-Observatoire Astronomique de Teramo, Italie). Cette recherche démontre la collaboration de plus en plus intense entre physiciens de particules et astrophysiciens, qui donne lieu à une science relativement nouvelle : la dénommée « physique des astroparticules ».

Dans ce travail, les scientifiques ont utilisé les étoiles comme laboratoires de physique des particules : à des températures élevées de l'intérieur stellaire, les photons peuvent se convertir en axions qui s'échappent à l'extérieur en emportant de l'énergie.

« Cette perte d'énergie peut avoir des conséquences, observables ou pas, dans certaines phases de l'évolution stellaire », explique Adrián Ayala. « Dans notre travail, nous avons réalisé des simulations numériques (par ordinateur) de l'évolution d'une étoile depuis sa naissance jusqu'à l'épuisement dans son intérieur de l'hydrogène et postérieurement de l'hélium, incluant les processus de production d'axions. »

Les résultats indiquent que l'émission d'axions peut réduire significativement le temps de la combustion centrale d'hélium, la dénommée phase HB (Horizontal Branch): l'énergie qu'emportent les axions se compense avec de l'énergie provenant de la combustion nucléaire, l'hélium se consommant ainsi plus rapidement.

« En nous basant sur cette influence sur les temps caractéristiques d'évolution, nous pouvons délimiter l'émission d'axions, vu qu'une émission élevée implique une phase HB rapide, ce qui réduit la probabilité d'observer des étoiles pendant cette phase », affirme Inmaculada Domínguez.

Taux maximal d'émissions d'axions

La haute qualité des observations récentes d'amas globulaires permet de contraster les résultats des simulations numériques réalisées dans ce travail avec les données. « En comparant le nombre d'étoiles observées lors de la phase HB au nombre d'étoiles observées lors d'une autre phase non affectée par les axions, telle que la phase dénommée RGB (Red Gian Branch), nous avons estimé le taux maximal d'émissions d'axions. »

La production d'axions dépend de la constante de couplage axion-photon qui caractérise l'interaction entre axions et photons. « Nous avons obtenu une limite maximale pour cette constante qui est la plus restrictive de celles découvertes à cette date, aussi bien théoriquement qu'expérimentalement », signalent les chercheurs de l'UGR.

Les auteurs de ce travail signalent que la précision dans la détermination de la constante de couplage avec la méthode utilisée « dépend critiquement de la précision avec laquelle on peut estimer le contenu d'hélium initial des étoiles de l'amas globulaire. »

Source: Université de Grenade

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Re: [News] Axions: nouvelles données sur la nature de la matière noire

Message par cisou9 » 17/02/2015 - 10:17:48

_________ :_salut:
Les résultats indiquent que l'émission d'axions peut réduire significativement le temps de la combustion centrale d'hélium, la dénommée phase HB (Horizontal Branch): l'énergie qu'emportent les axions se compense avec de l'énergie provenant de la combustion nucléaire, l'hélium se consommant ainsi plus rapidement.
Donc si je comprend bien la durée de vie de l'étoile sera raccourcie !!! _______ :_grat2: _____
De combien ???
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Alexandre Soljenitsyne.

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Re: [News] Axions: nouvelles données sur la nature de la matière noire

Message par Victor » 17/02/2015 - 11:09:38

Je suis certainement un imbécile mais c'est quoi un Axion ?
ça sort du chapeau du magicien et j'en sais pas plus,
un photon jusque là je connaissais mais un Axion ça vient d'où ?
Les symétries et les supersymétries ça reste un truc de dingues
Il n'y a pas de raison de ne pas en inventer continuellement de nouvelles
Déjà les théories des cordes pour comprendre il faut s'accrocher
En ce qui concerne la recherche en sciences, Je dirais : Cherche encore !

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Re: [News] Axions: nouvelles données sur la nature de la matière noire

Message par cisou9 » 17/02/2015 - 16:36:08

L'axion est supposé être un boson. En se basant sur l'influence cosmologique qu'auraient les axions, on peut limiter certaines de leurs propriétés physiques supposées : en particulier, ils n'auraient aucune charge électrique, une très petite masse (de 10?6 à 10?2 eV/c2) et une section efficace d'interactions forte et faible réduite.
Voir l'article de Wiki
http://fr.wikipedia.org/wiki/Axion
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Re: [News] Axions: nouvelles données sur la nature de la matière noire

Message par kace » 17/02/2015 - 18:05:19

cisou9 a écrit :_________ :_salut:
Les résultats indiquent que l'émission d'axions peut réduire significativement le temps de la combustion centrale d'hélium, la dénommée phase HB (Horizontal Branch): l'énergie qu'emportent les axions se compense avec de l'énergie provenant de la combustion nucléaire, l'hélium se consommant ainsi plus rapidement.
Donc si je comprend bien la durée de vie de l'étoile sera raccourcie !!! _______ :_grat2: _____
De combien ???
S'ils existent, de l'énergie s'échappe de l'étoile et raccourcit sa durée de vie. De combien ? Ca dépend de la quantité d'énergie qui s'échappe ; -). Et de quoi dépend cette quantité d'énergie ? De la constante de couplage !
En effet, en observant les amas, on constate manifestement que la durée de vie des étoiles est peu modifiée (par rapport au cas où il n'y aurait pas d'axions) : ça n'est pas précisé dans l'article, mais de ce que je sais, les modèles stellaires collent assez bien aux observations (sans axions). Ces observations ont donc dû montrer que cette phase de combustion de l'hélium n'est pas raccourcie de plus de x% par rapport à la durée calculée sans axions, et ça donne donc une valeur limite à la perte d'énergie liée aux axions, ce qui donne une valeur maximale de la constante de couplage. Et voilà ; -)

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Re: [News] Axions: nouvelles données sur la nature de la matière noire

Message par bongo1981 » 18/02/2015 - 10:00:50

Victor a écrit :Je suis certainement un imbécile mais c'est quoi un Axion ?
ça sort du chapeau du magicien et j'en sais pas plus,
un photon jusque là je connaissais mais un Axion ça vient d'où ?
C'est un peu le même genre de rajout au modèle standard que pour le boson de Higgs.
Issu, l'axion est sensé résoudre un problème de violation de la symétrie CP par l'interaction forte, prédite en chromodynamique quantique, mais non observée expérimentalement.
L'introduction de cette particule semblerait résoudre le problème.

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Re: [News] Axions: nouvelles données sur la nature de la matière noire

Message par Victor » 18/02/2015 - 10:36:54

Bongo peux-tu être plus explicite? ça me rappelle les idées sur l'intrication quantique
où on supposait l'existence d'un médiateur entre les 2 photons
là c'est une caractéristique de symétrie violée mais je ne comprends pas mieux
En ce qui concerne la recherche en sciences, Je dirais : Cherche encore !

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Re: [News] Axions: nouvelles données sur la nature de la matière noire

Message par bongo1981 » 18/02/2015 - 10:46:46

Désolé, ce sont des modèles assez poussés que je ne connais pas suffisamment bien.

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Re: [News] Axions: nouvelles données sur la nature de la matière noire

Message par QJ » 18/02/2015 - 21:49:05

kace a écrit : Ces observations ont donc dû montrer que cette phase de combustion de l'hélium n'est pas raccourcie de plus de x% par rapport à la durée calculée sans axions, et ça donne donc une valeur limite à la perte d'énergie liée aux axions, ce qui donne une valeur maximale de la constante de couplage. Et voilà ; -)
Et voilà... En effet... :heink:

Et voilà comment transformer une marge d'erreur statistique, couplée à une imprécision de mesure, en une théorie de solution pour la violation charge+parité.
L'esprit fertile de certains scientifique est brillamment inventif. Ils devraient aussi écrire des romans de science-fiction.

L'Axion est une particule hautement spéculative, c'est une vue de l'esprit qui ne prouve qu'une chose :

On a encore rien pigé au problème de la gravitation.

J'attends encore et toujours une preuve, même indirecte, d'extension de la violation CP sur la force forte.

Bref je répète et répèpète : -"Quelle pitié de ne pas en savoir plus sur la gravitation et l'électro-statique !"

Pour moi, cet article n'apporte absolument rien de plus à la physique d'une hypothétique particule.
Besoin de preuves, pas de spéculations.
L'esprit c'est comme un parachute: s'il reste fermé, on s'écrase. -Franck Vincent Zappa-

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Re: [News] Axions: nouvelles données sur la nature de la matière noire

Message par bongo1981 » 19/02/2015 - 11:02:16

QJ a écrit :Et voilà comment transformer une marge d'erreur statistique, couplée à une imprécision de mesure, en une théorie de solution pour la violation charge+parité.
Euh... non je ne le vois pas comme ça.
En fait... je vois ça plutôt de la façon suivante :
- dans les années 1970, il y a élaboration de la chromodynamique quantique
- en parallèle, il y a accumulation de données expérimentales sur l'interaction forte

Les physiciens en triturant la QCD voit que celle-ci autorise la violation de la symétrie CP.
Les expérimentateurs disent : ben non, revoyez votre copie, il n'y a pas de violation de CP dans les données depuis 50 ans.

Les théoriciens élaborent un mécanisme (qui peut être faux), requérant l'introduction d'une nouvelle particule : l'axion. Cependant pour satisfaire les observations de physique des particules, cette particule doit avoir certaines propriétés, laissant d'autres propriétés plus ou moins libre.

En astrophysique, la non détection de certains phénomènes contraignent certaines propriétés.
C'est juste ça qui est observé.
QJ a écrit :L'Axion est une particule hautement spéculative, c'est une vue de l'esprit qui ne prouve qu'une chose :

On a encore rien pigé au problème de la gravitation.
Euh... je dirai plutôt de l'interaction forte.
Ou bien les physiciens ont raison comme le boson de Higgs, ou bien ils sont complètement à côté de la plaque, et dans ce cas, il faut invoquer d'autres phénomènes, ou réécrire l'interaction forte.
Ce problème n'a pas grand chose à voir avec la gravitation. De plus, les observations de Planck & co impliquent une matière noire froide, ce qui n'est pas le cas des axions qui pourraient contribuer à un faible pourcentage de la matière noire, au même titre que les neutrinos classiques, mais sûrement pas l'explication de la matière noire.
QJ a écrit :J'attends encore et toujours une preuve, même indirecte, d'extension de la violation CP sur la force forte.
Le problème est à l'envers, CP violé en théorie, mais non observé expérimentalement.
QJ a écrit :Pour moi, cet article n'apporte absolument rien de plus à la physique d'une hypothétique particule.
Besoin de preuves, pas de spéculations.
C'est plutôt une preuve négative, ça resserre l'étau.

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Re: [News] Axions: nouvelles données sur la nature de la matière noire

Message par Victor » 19/02/2015 - 11:36:30

C'est la mesure qui donne la vérité d'une loi de physique pas de jolies hypothèses, ni la beauté qu'il y a là dessous
Puis comme le remarque très justement QJ c'est une mesure qui est faite avec un grand flou dans les statistiques

Puis pour en revenir dans les idées préconçues du passé le nombre de quarks prévus, il n'était que de 3 avec leurs antiquark
de nos jours nous sommes à 4 à 5 quarks alors la chromodynamique c'est une théorie insuffisante pour expliquer ces quarks exotiques et surnuméraires
En ce qui concerne la recherche en sciences, Je dirais : Cherche encore !

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Re: [News] Axions: nouvelles données sur la nature de la matière noire

Message par bongo1981 » 19/02/2015 - 13:36:46

Victor a écrit :Puis pour en revenir dans les idées préconçues du passé le nombre de quarks prévus, il n'était que de 3 avec leurs antiquark
Sur l’aspect historique de la chose, il y avait des observations dans les rayons cosmiques et dans les premiers accélérateurs de particules. La chose est que la chromodynamique quantique ne dit absolument rien sur le nombre de quarks existant, tout comme l’électrodynamique quantique ne dit rien sur le nombre de particules chargées qui existent, et pour prendre un sujet plus concret, la théorie de la gravitation de Newton ne dit rien non plus sur le nombre de planètes ni leur distance dans le système solaire.

Ceci étant dit, la gravitation de Newton est une très bonne théorie, qui nous sert encore aujourd’hui pour envoyer des sondes, faire de l’assistance gravitationnelle etc…

Le nombre de quarks n’est pas déterminé pas une théorie de physique des particules aujourd’hui. C’est une observation exogène, lié à la masse du boson Z et sa durée de vie (qui peut se désintégrer en neutrinos, et plus il y a de générations, et plus sa durée de vie est courte).
En raison de cela, il y a une contrainte assez forte sur le nombre de génération de neutrinos de masse bien plus faible que le boson Z.

Ensuite, il y a une certaine symétrie non expliquée entre quarks et leptons (classés en doublets et en générations identiques pour les deux familles de particules).
Victor a écrit :de nos jours nous sommes à 4 à 5 quarks alors la chromodynamique c'est une théorie insuffisante pour expliquer ces quarks exotiques et surnuméraires
La chromodynamique n’a jamais été une théorie expliquant le nombre de quarks.
Et puis… il faudrait te mettre à jour, depuis 1994, on sait qu’il y a 6 quarks…

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Re: [News] Axions: nouvelles données sur la nature de la matière noire

Message par wombat » 19/02/2015 - 14:36:29

Bonjour



Si j'ai bien compris, l'Axion se couple avec un photon, l'axion sarait une une particule subatomique ?


Si l'axion est une particule, peut t'on considéré que la dualité onde corpuscule n'existe plus, si nous assiston a une tel couplage, axion-photon ?



Si cette interaction forte ne viole pas la symétrie, a suposon quel soi en équillibre dans un champ de confinement, par exemple, cela peut t'il produire une perte d'énergie constante et non une entropie démesurer ?


Si le phénomène a l'origine de la naissance des axion-photon, est celui la même qui bâtie le future plancher d'effondrement du soleil. Fabrication d'une pression interne, par thermodynamique et augmentation du vide quantique.


Par contre la petite théorie d'une émission stable d'axion-photon, fonctionne seulement d'un contexte relativiste vers la longeur de planck.


Une théorie viable, pour la fabrication du plancher d'effondrement qui va mené un soleil a la supernova.


J'avais déjas écrit que la la matière noire étais fabriquer par les systèmes rémanents stellaire, hihihihi, beaucoups se son moquer de moi, et avec raison je supose.


Si une phase ou differentes phase de libération d'axion-photon existe, cette mécanique peut très bien être a l'origine d'une partie de la création de matière noire dans l'univers, en théorie.


Pour ma part je prédit un belle avenir a leur recherche, je croie qu'ils ont poser le doigt sur quelque chose de bien réel.

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Re: [News] Axions: nouvelles données sur la nature de la matière noire

Message par Victor » 19/02/2015 - 14:43:20

Wombat j'ai des envies de jouer Mme POB avec vous, Votre réponse à ce post, c'est plein de fautes de français
puis le conditionnel, il ne donne pas de certitude mais des hypothèses encore à vérifier
En ce qui concerne la recherche en sciences, Je dirais : Cherche encore !

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Re: [News] Axions: nouvelles données sur la nature de la matière noire

Message par wombat » 19/02/2015 - 15:27:48

Bonjour


Je ne veut pas vous importunez, j'avais seulement quelque questions.


( Les photons peuvent se convertir en axions qui s'échappent à l'extérieur en emportant de l'énergie.)

Donner une masse a un photon, est ce que la dualité onde corpuscule est franchie.

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Re: [News] Axions: nouvelles données sur la nature de la matière noire

Message par wombat » 19/02/2015 - 16:53:27

Bonjour

Je v'est poser ma question autrement.

Le problème en physique quantique est que, pour se représenter les objets aux petites échelles ou aux échelles élevées d'énergie (particules élémentaires), il faut faire appel aux deux notions d'ondes et de particules solides, alors qu'elles sont opposées et incompatibles :

Est ce qu'une masse volumique est incompatible et opposée a un photon, même si il y a familiarité bosonique d'état, la question se pose.

Si oui, si il y a incompatibilité, le fait de transformer un photon avec une particule d'interaction qui lui conffére une masse volumique, de ce fait est-ce que la nouvelle particule, l'axions, peut interagir sur la matière de façon différente de la famille des rayonnement photonique.

Si non, et que tout est compatible, alors oublier ma question.

Merci de vos réponses.

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