Déviation de la lumière par la lumière ?

[curiossss]

Bonjour,

Ma question va paraitre étrange mais je me lance :
Est-ce qu'un rayon lumineux peut dévier un autre rayon lumineux ? Bien entendu ce serait une déviation infime, mais si oui ce devrait être détectable...

Merci.
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[mach3]

Oui, c'est prédit, mais l'effet est extrêmement faible. De mémoire il y a deux cas, très différents :
-d'abord un effet purement RG : le rayonnement courbe l'espace-temps (comme n'importe quoi d'autre qui possède de l'énergie et de l'impulsion) et du coup il peut y avoir déviation de la lumière. Mais comme j'ai dit c'est extraordinairement faible.
-il y a ensuite, il me semble, en théorie quantique des champs de possibles interactions photons-photons, soient directes, soit via des créations de paires. La aussi l'effet est anecdotique, sauf pour des rayonnements vraiment très énergétiques.

m@ch3

[Deedee81]

Salut,

Deux précisions pratiques.

Mais comme j'ai dit c'est extraordinairement faible.

Et, au moins pour ce que j'en sais, totalement hors de portée de la précision de nos mesures.

La aussi l'effet est anecdotique, sauf pour des rayonnements vraiment très énergétiques.

Là, par contre, la "diffusion photon-photon" a bien été mesurée.
Exemple récent : https://www.pourlascience.fr/sd/phys...-lhc-12681.php
Plus technique :
http://www.irap.omp.eu/en/content/do...file/Rizzo.pdf

Ceci dit, elle reste en effet anecdotique sauf sans la production de paire près des noyaux d'atomes par des photons gammas très énergétiques (interaction entre le photon gamma et les photons virtuels du champ électrique et magnétique du noyau). Il faut en tenir compte dans les modèles théoriques des supernovae par exemple.

[Amanuensis]

Y a-t-il dans le modèle de la QED une interaction directe photon-photon avec photons en entrée et photons en sortie (1)? Il me semblait que le modèle ne couvrait que des interactions impliquant (en entrée ou sortie) des charges réelles ou virtuelles.

Dans le wiki anglais je lis:

From quantum electrodynamics it can be found that photons cannot couple directly to each other, since they carry no charge, but they can interact through higher-order processes


(1) Il y a une interaction directe possible: aboutissant à la création d'une paire de particules chargées, le cas d'énergie minimal étant électron-positron.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

From quantum electrodynamics it can be found that photons cannot couple directly to each other, since they carry no charge, but they can interact through higher-order processes

C'est tout à fait ça.
Voir aussi http://forums.futura-sciences.com/ph...e-feynman.html où on en avait déjà parlé

Mais je me rend compte que j'ai fait une tatouille plus haut : j'ai mélangé la diffusion (récemment observée) et la création de paires.

Pour la diffusion proprement dite c'est effectivement négligeable, comme l'a fait remarquer mach3.

[curiossss]

Merci pour vos réponses.

Du point de vue purement RG, la courbure de l'espace augmente au fur et à mesure qu'on se rapproche de sa cause (ce qui ne signifie pas que la courbure doive être importante à son maximum, on est d'accord). Je me demandais si dans le cas des photons la distance minimale pouvait être si petite et la courbure de l'espace suffisante à la distance minimale pour provoquer une déviation sensible de 2 photons qui se marchent dessus... Quand je dis distance minimale je veux dire que les 2 photons se marchent littéralement sur les pieds (ce qui dans la pratique serait extrêmement difficile à réaliser, car on ne sait même pas où les photons 'posent leurs pieds' pendant leur parcours, ni la taille de leurs pieds )
A hautes énergies on aurait plus de chances d'y arriver.

Deux canons à photons qui les tirent un à un, puis essayer de les faire se 'percuter' en vol. Réussir avec des balles de fusil serait déjà une prouesse, alors avec des photons...

Bon, quand même, depuis le temps qu'on croise des rayons laser on l'aurait remarqué je crois... et puis la théorie nous dit que la déviation serait minime donc je m'en contente (même si je suis toujours partisan de tout tester quoiqu'en disent les théories !)

[Amanuensis]

J'ai bien peur que seule une théorie quantique de la gravitation puisse répondre à ce genre de question.

En tant que quantum de perturbation du champ e.m., et en tant que boson, deux «photons» peuvent être identiques, parfaitement l'un sur l'autre. Que dit la RG dans son coin sur un cas pareil, et surtout dans des situations infiniment proches, permettant de distinguer les deux «photons»? Aucune idée, mais cela pourrait très bien être en contradiction avec la PhyQ. Donc demander une théorie intégrée...