Voir la source de Sphaléron

{{titre en italique|en}}

En [[physique des particules]], un '''sphaléron''' ({{lang-el|σφαλερός}}, pouvant se traduire par « glissant ») est une solution des [[équation de champ|équations de champ]] [[électrofaible]] selon le [[modèle standard (physique des particules)|modèle standard]]. Indépendante du temps, elle implique une violation du [[nombre baryonique]] et [[nombre leptonique|leptonique]]. Impliquant plusieurs processus qui ne peuvent pas être illustrés par des [[diagramme de Feynman|diagrammes de Feynman]], ces derniers sont considérés comme {{Lien|trad=non-perturbative|lang=en|fr=non-perturbatif}}. 

[[Géométrie|Géométriquement]], un sphaléron est un [[point-selle]] de l'[[énergie potentielle]] électrofaible{{sfn|Klinkhamer|Manton|1984}}.

== Nombres baryonique et leptonique ==
Dans le modèle standard, les processus violant les nombres baryonique et leptonique impliquent la conversion de trois [[baryon]]s en trois [[antilepton]]s tout en conservant la différence [[B-L]]. Un sphaléron pourrait ainsi convertir des baryons en anti-leptons et vice-versa, ce qui mènerait à la conversion d'un [[quark]] en 2 anti-quarks et un anti-lepton, alors qu'un anti-quark serait converti en 2 quarks et un [[lepton]].

Le sphaléron est similaire au point milieu de l'[[instanton]] ({{mvar|τ}}=0), ce qui fait en sorte qu'il est non-perturbatif. Cela signifie qu'il serait très difficile à observer sous des conditions « normales ». Ils auraient pu être beaucoup plus fréquents lors des conditions de l'[[univers primordial]].

== Sphalérons et baryogénèse ==
Puisqu'un sphaléron pourrait convertir des baryons en antileptons et des antibaryons en leptons, si la densité de sphalérons est suffisamment grande, elle entraînerait l'annulation de toute [[asymétrie baryonique]]. Ceci mène à deux caractéristiques importantes de toute théorie de la [[baryogénèse]] développée dans le cadre du modèle standard<ref name=FarrarShaposhnikov1993>
{{article|langue=en
 | nom1 = Shaposhnikov |prénom1=M. E.
 | nom2 = Farrar |prénom2=G. R.
 | année = 1993
 | titre = Baryon Asymmetry of the Universe in the Minimal Standard Model
 | journal = [[Physical Review Letters]]
 | volume = 70 | pages = 2833–2836
 | doi = 10.1103/PhysRevLett.70.2833
 | arxiv = hep-ph/9305274
|bibcode = 1993PhRvL..70.2833F }}</ref>{{,}}<ref name=KRS1985>
{{article
 | nom1 = Kuzmin |prénom1=V. A.
 | nom2 = Rubakov |prénom2=V. A.
 | nom3 =  Shaposhnikov |prénom3=M. E.
 | année = 1985
 | titre = On anomalous electroweak baryon-number non-conservation in the early universe
 | journal = Physic Letters B
 | volume = 155 | pages = 36–42
 | doi = 10.1016/0370-2693(85)91028-7
|bibcode = 1985PhLB..155...36K }}</ref> :
* tout excès net de baryons existant avant la [[Mécanisme de Brout-Englert-Higgs-Hagen-Guralnik-Kibble|brisure de symétrie]] électrofaible aurait été annulé en raison de l'abondance des sphalérons à haute température ;
* un excès de baryons peut être créé lors de cette brisure de symétrie, mais ne peut être conservé que seulement si cette [[transition de phase]] se fait au premier ordre.

Certaines théories de baryogénèse postulent qu'une asymétrie entre leptons et anti-leptons se produit préalablement lors de la [[leptogénèse]], asymétrie convertie en asymétrie baryonique par les sphalérons.

== Formalisme ==
{{...}}
Pour une [[théorie de jauge]] de type [[Groupe spécial unitaire#Groupe sp.C3.A9cial lin.C3.A9aire complexe SU.282.29 et SU.284.29|SU(2)]], en négligeant [[Interaction électrofaible#La théorie|<math>\theta_W</math>]] et pour la jauge A<sub>0</sub> = A<sub>r</sub> = 0, le [[champ de jauge]] (<math>\mathbf{A}</math>) et [[champ de Higgs|de Higgs]] (<math>\phi</math>) s'expriment sous la forme<ref name=ArnoldMcLarren1987>
{{article|langue=en
 | nom1 = Arnold |prénom1=P.
 | nom2 = McLarren |prénom2=L.
 | année = 1987
 | titre =  Sphalerons, small ﬂuctuations, and baryon-number violation in electroweak theory
 | journal = [[Physical Review D]]
 | volume = 36 | pages = 581–596
 |bibcode = 1987PhRvD..36..581A |doi = 10.1103/PhysRevD.36.581 }}</ref> :
::<math> \mathbf{A} = \nu \frac{f(\xi)}{\xi}\hat{\mathbf{r}}\times\mathbf{\sigma} \, , \,</math><br /><math>\phi = \frac{\nu}{\sqrt{2}}h(\xi)\hat{\mathbf{r}}\cdot\mathbf{\sigma}\phi_0</math>

où <math>\xi = rg\nu</math> et <math>\phi_0 = \begin{bmatrix}1 \\ 0\end{bmatrix}</math>. Les sigma (<math>\sigma</math>) sont les générateurs [[SU(2)]], alors que <math>g</math> est la [[constante de couplage]] électrofaible et <math>\nu</math> est la [[valeur absolue]] de la ''{{Lien|lang=en|fr=vacuum expectation value}}'' de Higgs. <math>g(\xi)</math> et <math>f(\xi)</math> sont des fonctions variant de 0 à 1 selon la valeur de <math>\xi</math>, qui varie de 0 à l'infini.

== Notes et références ==
{{Traduction/Référence|en|Sphaleron|628414686|type=note}}
{{références}}

== Voir aussi ==
{{autres projets|wikt=sphaleron}}

=== Bibliographie ===
{{légende plume}}
* {{article |langue=en| nom1= Klinkhamer |prénom1=F. R. |nom2=Manton |prénom2=N. S. | titre=A saddle-point solution in the Weinberg-Salam theory |journal=Phys. Rev. D |année=1984 |volume=30 |numéro=10 |pages=2212–2220 |doi=10.1103/PhysRevD.30.2212 |bibcode=1984PhRvD..30.2212K}}

=== Articles connexes ===
* [[Instanton]]
* [[Angle thêta]]

{{Portail|physique|cosmologie}}

[[Catégorie:Théorie quantique des champs]]
[[Catégorie:Chromodynamique quantique]]
[[Catégorie:Théorie de jauge]]