Est-ce à partir des molécules géantes qu'apparait le macroscopique !?

[invité6735487]

Salut tous, Entre le quantique et le macroscopique il y a tout un monde ... est-ce qu'une liaison covalente peut être vu comme un effet macroscopique de la mise en commun d'objets plus petits ???
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[Xoxopixo]

Bonjour,

pourquoi "vu comme un effet macroscopique" ?

Il s'agit effectivement d'un phénomène quantique qui consiste à mettre en commun une paire d'electrons ou plus en provenance de deux atomes et qui forment alors une seule et même "entité", la liaison covalente.
http://ressources.univ-lemans.fr/Acc...r/liaisons.pdf

Cette "entité" étant du domaine de la chimie quantique donc microscopique puisque c'est à ce niveau qu'on peut la modeliser, et non pas macroscopique.

Voir cette conférence concernant la chimie quantique :
La chimie quantique

[invité6735487]

Oui mais, (dans une liaison covalente alpha bêta gamma epsilon) la probabilité de présence ou sa densité ne s'effondre-t-elle pas ???

@ + Xoxopixo

[Xoxopixo]

Oui mais, (dans une liaison covalente alpha bêta gamma epsilon) la probabilité de présence ou sa densité ne s'effondre-t-elle pas ???

Non, l'environnement, comme les atomes voisins et leur mouvement, joue sur les propriétés mais ne produit pas à proprement parler d'effondrement.
C'est justement le problème pour modeliser les molécules de grande taille, comme expliqué dans la vidéo.
Une macromolécule fait un tout, l'electron (en évitant de le considerer comme une petite bille), "se balade".

Si je comprend le sens d'éffondrement comme le passage en mode macroscopique, il me parait par contre évident que toute interaction "agrandira", de facto, l'objet quantique.

La question posée me parait alors ambigue, sachant qu'on peut désigner "l'objet" atome de deux manières différentes.
Sous sa forme interagissante et localisé, ou "isolé" dans son propre système sous forme "d'onde".

[A voir en vidéo sur Futura]

[invité6735487]

Non, l'environnement, comme les atomes voisins et leur mouvement, joue sur les propriétés mais ne produit pas à proprement parler d'effondrement.
C'est justement le problème pour modeliser les molécules de grande taille, comme expliqué dans la vidéo.
Une macromolécule fait un tout, l'electron (en évitant de le considerer comme une petite bille), "se balade".

Si je comprend le sens d'éffondrement comme le passage en mode macroscopique, il me parait par contre évident que toute interaction "agrandira", de facto, l'objet quantique.

La question posée me parait alors ambigue, sachant qu'on peut désigner "l'objet" atome de deux manières différentes.
Sous sa forme interagissante et localisé, ou "isolé" dans son propre système sous forme "d'onde".

Tu veux dire qu'une macromolécule est instable ?

[Xoxopixo]

Tu veux dire qu'une macromolécule est instable ?

Comme tout...mais ce n'est pas de ça dont il s'agit.
Ici, je parlais d'éffondrement, il n'est pas question de cette stabilité énergétique, ni de l'intégrité de la molécule, mais de la réalité même (observationelle) de ce qu'est une molécule.

L'interaction de l"entité" macromolécule avec l'observateur/environnement produit ce qu'on appelle un éffondrement de la fonction d'onde de cette "entité", le résultat observationel est ce ce que nous appelons la macromolécule.
Il n'est d'ailleurs pas établi, il me semble, si l'entité hors interaction possède en soi une signification ou non, même si on préfère parler d'indisociabilité de l'objet et de son observation.
En gros, la molécule existe telle qu'on l'observe à partir du moment où ... on l'observe.
D'un autre coté, on peut se demander quel serait l'interêt de se demander comment est l'entité qui n'interagirait jamais avec l'observateur.

Maintenant, concernant la question initiale, à savoir si un objet (quelconque finalement) doit être considéré comme faisant partie du domaine macroscopique ou microscopique, je dirais que ça dépend.
Non pas de la taille de cet objet mais des possibilités d'interagir avec l'environnement, bien que la taille implique aussi une tendance à décohérer en augmentant, je pense, les possibilités d'interaction avec l'environnement.
Par exemple les objets d'environ 1 milimètre sont considérés en général comme des systèmes macroscopiques et aucun "chat de Schroedinger" de 5kg n'a jamais pu être observé.

Concernant les "macro"molécules.

Transition-state theory (TST) is a widely accepted paradigm for rationalizing the kinetics of chemical reactions involving one potential energy surface (PES).
Multiple PES reaction rate constants can also be estimated within semiclassical approaches provided the hopping probability between the quantum states is taken into account when determining the transmission coefficient.

In the Marcus theory of electron transfer, this hopping probability was historically calculated with models such as Landau−Zener theory. Although the hopping probability is intimately related to the question of the transition from the fully quantum to the semiclassical description, this issue is not adequately handled in physicochemical models commonly in use.

In particular, quantum nuclear effects such as decoherence or dephasing are not present in the rate constant expressions.
Retaining the convenient semiclassical picture, we include these effects through the introduction of a phenomenological quantum decoherence function.
A simple modification to the usual TST rate constant expression is proposed: in addition to the electronic coupling, a characteristic decoherence time τdec now also appears as a key parameter of the rate constant.

This new parameter captures the idea that molecular systems, although intrinsically obeying quantum mechanical laws, behave semiclassically after a finite but nonzero amount of time (τdec).
This new degree of freedom allows a fresh look at the underlying physics of chemical reactions involving more than one quantum state.

The ability of the proposed formula to describe the main physical lines of the phenomenon is confirmed by comparison with results obtained from density functional theory molecular dynamics simulations for a triplet to singlet transition within a copper dioxygen adduct relevant to the question of dioxygen activation by copper monooxygenases.

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja107950m

[invité6735487]

Désolé ...

[Xoxopixo]

Désolé ...

Pas de problème.

Concernant la possibilité d'étendre la notion d'objet quantique à des objets physiques de quelques micromètres, voir le cas suivant :
Quantum ground state and single-phonon control of a mechanical resonator_nature08967

[invité6735487]

Et avec des molécules de polymères ou filaments d'ADN ?

[Xoxopixo]

Et avec des molécules de polymères ou filaments d'ADN ?

Ils continuent, je pense, de se comporter comme des objets quantiques, puisque toute la matière est ainsi faite.

La question étant plus de savoir quel model sera le plus pertinent, lorsqu'il s'agit de modeliser certaines propriétés de ces molécules.
Dire qu'un "objet" fait partie du domaine macroscopique ou microscopique n'est-il pas en réalité une question qui reflète le niveau d'échelle et de précision pour son étude ?
Une propriété globale de la molécule, comme sa position, peut ne pas être considéré comme faisant partie du même domaine d'étude que la propriété du spin d'un de ses électrons.