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Affichage des résultats du sondage: Laquelle de ces théories pourra relier mécanique quantique et relativité générale ?

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  • L'espace à échelle relative

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Joindre la physique quantique à la physique relativiste...

  1. mort_khan/Triskaël

    Date d'inscription
    octobre 2004
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    561

    Joindre la physique quantique à la physique relativiste...

    Salut tous,

    là, je m'adresse aux initiés de la physique : certains magazines de vulgarisation scientifique, en l'honuer du centenaire de la découverte de la relativité par Einstein et en l'honeur des 50 ans de sa mort, nous ont fait part de 4 théories ou développements scientifiques (dont on a déjà sûrement parlé dans ce forum) qui permetteraient de mettre un terme à l'incompatibilité entre méca quantique et relativité générale : la théorie des cordes, la gravitation quantique à boucles, l'espace à géométrie non commutative et la relativité d'échelle. Je vais tenter d'expliquer succintement à quoi elles correspondent. (Et puis comme ça, si je n'ai pas très bien compris, ça permeteras aux pros de me corriger ! )

    La théorie des cordes : toute particules existante (quarks, lepton, boson, etc...) serait en fait une "corde", un "fillament" de longueur infime (10^-34 m) qui, selon son mode de vibration, peut engendrer n'importe quelle particule. Ces cordes vibreraient dans un espace à 11 dimentions (10 d'espace et une de temps). Cette théorie décris (il parait, je n'ai jamais mis le nez dans ses équations !) le comportement des trous noirs (leur évaporation quantique), et intégrerait la supersymétrie (théorie qui associe à toute particule du modèle standard une particule symétrique).

    La gravitation quantique à boucles : l'univers ne serait pas infiniement divisible mais finis au contraire. La plus petite distance possible serait de l'ordre de 10^-35 m.

    L'espace à géométrie non commutative : la commutativité, c'est dire que le produit a*b = b*a. Donc ici, dans cette théorie, a*b # b*a. C'est une image très simpliste, mais elle explique bien ce qu'est la commutativité. Cette théorie retrouve, parait il, toutes les particules déjà observées et prédites, dont le boson de Higgs. Et intégrerait les quatres interractions fondementales : la gravité, l'électromagnétique, la force faible et la forte.

    La relativité d'échelle : ici, l'espace n'est pas fini dans sa division, mais au contraire, il est fractal. Une fractale, en géométrie, c'est une courbe dont on retrouve le motif quelle que soit le "zoom" avec lequel on la regarde. Comme l'est la côte de la Bretagne. Ici, ce serait le cas de l'univers. Et dans cette théorie, relativité et méca quantique ne seraient que des points d'une même théorie, mais vue à deux échelles différentes. Le tout, c'est de retrouver cette théorie.

    Maintenant que j'ai expliqué les théories, voilà ce que j'attends de vous : je dois préparer pour des lycéens un expo sur ce thème. Et ils m'ont demandé (allez savoir pourquoi ?) quelle théorie a le plus de crédit parmis le chercheurs qui "trouvent" (ce sont leurs propres mots !), et donc, voilà mon sondage :

    Selon vous, laquelle de ces théories pourra mettre un terme aux incompatibilitées entre relativité générale et mécanique quantique ?
    Plusieures réponses sont possibles.

    Merci pour vos réponses et remarques.

    MKT.

    -----

    Dernière modification par mort_khan/Triskaël ; 21/05/2005 à 08h35.
    Kentoc'h mervel eget bezañ saotret !
     


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  2. mariposa

    Date d'inscription
    février 2005
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    Messages
    10 336

    Re : Joindre la physique quantique à la physique relativiste...

    Citation Envoyé par mort_khan/Triskaël
    Salut tous,

    Selon vous, laquelle de ces théories pourra mettre un terme aux incompatibilitées entre relativité générale et mécanique quantique ?
    Plusieures réponses sont possibles.

    Merci pour vos réponses et remarques.

    MKT.
    Pour un exposé à l'adresse des lycéens (et même pour des étudiants en DEA qui ne font pas de la physique théorique) cela me parait d'une ambition démesurée.

    En effet pour aborder cette question il faut avoir une certaine compréhension de:

    1- MQ
    2- La relativité générale
    3- Une culture de particules "élémentaires".

    A partir de là on peut essayer d'entrevoir ce que sont les contenus chacune de ces spéculations.

    Remarques:

    1- Il ne s'agit pas forcémment d'imcompatibilité entre MQ et relativité générale. dans la théorie des cordes il s'agit notamment de traduire la relativité générale en termes de particules (les gravitons et gravitinos) sous l'égide de MQ. Dans ce cadre la relativité générale est une approximation basse énergie grande longueur d'onde de la théorie des cordes. Dans la théorie des cordes la MQ n'est en rien modifiée.

    2- Gravité en boucles et géométrie commutative peuvent déboucher sur une évolution ou une reconstruction de la MQ.

    3- Les ambitions des théories sont différentes certaines s'attaquent au contenu du vide d'autres pas.

    4- il existe d'autres démarches que celles que tu cites. En particulier la démarche qui met en parallèle les "équivalences" entre physique des particules élémentaires et physique de la matière condensée. De là il ressort qu'a partir d'une collection de particules complexes (par exemple un boson) on peut faire émerger toutes les autre particules comme particules effectives. Ainsi le photon et l'électron ne serait que des quasi particules émergeant du vide compris comme un matériau. ce type de démarche a gagné du crédit avec tout le travail autour de l'effet Hall quantique fractionnaire.

    Pour de donner mon avis c'est cette dernière démarche qui me plait le plus. j'ai cru comprendre que, également, alain Connes et sa géométrie commutative pense ainsi. pour lui on peut faire émarger les particules a partir d'un fermion.
     

  3. Rincevent

    Date d'inscription
    octobre 2003
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    Europe
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    9 563

    Re : Joindre la physique quantique à la physique relativiste...

    Citation Envoyé par mariposa
    Pour un exposé à l'adresse des lycéens (et même pour des étudiants en DEA qui ne font pas de la physique théorique) cela me parait d'une ambition démesurée.
    entièrement d'accord... la vulgarisation sur des théories incomplètes et spéculatives me semble on ne peut plus dangereuse...

    pour aborder cette question il faut avoir une certaine compréhension (...)
    voire une compréhension certaine....

    ma seule remarque ne sera pas pour dire que telle théorie est "plus estimée", puisque les gens semblent loin d'être d'accord, la Loop Quantum Gravity ou la géométrie non-commutative étant peut-être mieux perçues que les cordes car ne prétendant pas "tout" expliquer (en tous cas c'est le cas auprès des gens qui bossent pas sur les cordes ).

    Néanmoins, une chose est sûre : même si un certain magazine a récemment fait sa couverture avec 4 scientifiques impliquées dans ces "théories", aucun physicien théoricien ne croit un seul instant à la dernière que tu mentionnes... les 3 premières sont des tentatives sérieuses, mais la dernière n'est rien d'autre que de la "poésie calculatoire" et il est absurde de la comparer aux autres...
     

  4. mort_khan/Triskaël

    Date d'inscription
    octobre 2004
    Localisation
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    Messages
    561

    Re : Joindre la physique quantique à la physique relativiste...

    Merci pour ces remarques sur lesquelles je vais rebondir :

    Citation Envoyé par Mariposa
    Pour un exposé à l'adresse des lycéens (et même pour des étudiants en DEA qui ne font pas de la physique théorique) cela me parait d'une ambition démesurée.

    En effet pour aborder cette question il faut avoir une certaine compréhension de:

    1- MQ
    2- La relativité générale
    3- Une culture de particules "élémentaires".

    A partir de là on peut essayer d'entrevoir ce que sont les contenus chacune de ces spéculations.
    Il est évident que je ne ferais pas moon expo à des secondes (encore que lorsque j'ai été pour la première fois en contact avec de la méca quantique j'y étais), mais à des Term S spé physique. D'autant plus que ce que j'essaie de leur expliquer, c'est pas que ces théories peuvent tout résoudre, mais que la recherche de la vérité n'a pas de limites, et qu'il y aura toujours à chercher, même et sûrtout lorsque les théories sont de plus en plus compliquées.

    Citation Envoyé par Ricevent
    ma seule remarque ne sera pas pour dire que telle théorie est "plus estimée", puisque les gens semblent loin d'être d'accord, la Loop Quantum Gravity ou la géométrie non-commutative étant peut-être mieux perçues que les cordes car ne prétendant pas "tout" expliquer (en tous cas c'est le cas auprès des gens qui bossent pas sur les cordes ).
    C'est, d'après les quelques livres que j'ai pu lire, mon sentiment.

    Citation Envoyé par Ricevent
    Néanmoins, une chose est sûre : même si un certain magazine a récemment fait sa couverture avec 4 scientifiques impliquées dans ces "théories", aucun physicien théoricien ne croit un seul instant à la dernière que tu mentionnes... les 3 premières sont des tentatives sérieuses, mais la dernière n'est rien d'autre que de la "poésie calculatoire" et il est absurde de la comparer aux autres...
    Perso, je ne cherche pas à dire que telle ou telle théorie est de la littérature ou de la physique. Mais j'ai lu dans plusieurs magazines des choses sur ces différentes théories, et à près tout, si la relativité d'échelles peut déboucher sur quelque chose de bien, tant mieux.
    Kentoc'h mervel eget bezañ saotret !
     

  5. Coincoin

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    Re : Joindre la physique quantique à la physique relativiste...

    Salut,
    Il est évident que je ne ferais pas moon expo à des secondes (encore que lorsque j'ai été pour la première fois en contact avec de la méca quantique j'y étais), mais à des Term S spé physique
    Les programmes ont dû changer depuis que j'ai quitté le lycée, parce que pour moi la MQ ça commence en fin de licence et la relativité générale en master... Bref, je ne suis pas contre ce type de vulgarisation, mais il faut bien voir que ce genre de sujet nous dépasse largement, donc je ne pense pas qu'on soit en mesure de juger ces théories alors qu'on en connaît que l'image que l'on peut en donner.
    A mon avis, si tu demandes à quelqu'un qui bosse sur une de ces théories si ça va déboucher, il ne sera même pas prêt à parier... Ce que tu demandes nécessite d'avoir une maîtrise de la MQ et de la RG, ainsi qu'un certain recul dessus. Quand je vois que Mariposa et Rincevent, qui connaissent pourtant chacun particulièrement bien un des domaines (ne niez pas ), ne se permettent pas de répondre à ton sondage, je me dis que je n'ai vraiment pas les moyens de donner un avis pour ton sondage.
    Encore une victoire de Canard !
     


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  6. mort_khan/Triskaël

    Date d'inscription
    octobre 2004
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    N 48°44'00'' & O 03°27'15''
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    Re : Joindre la physique quantique à la physique relativiste...

    Citation Envoyé par Coincoin
    Salut,
    Les programmes ont dû changer depuis que j'ai quitté le lycée, parce que pour moi la MQ ça commence en fin de licence et la relativité générale en master...
    Ca n'a pas changé. Je l'ai découverte lors d'une confé fait par un jeune enseignant chercheur de l'université de Savoie (qu'il est inutile de nommer... ) sur les rayons cosmiques juste à côté de mon lycée.

    Citation Envoyé par Coincoin
    Bref, je ne suis pas contre ce type de vulgarisation, mais il faut bien voir que ce genre de sujet nous dépasse largement, donc je ne pense pas qu'on soit en mesure de juger ces théories alors qu'on en connaît que l'image que l'on peut en donner.
    Tout à fait d'accord, c'est pourquoi je serais très prudent.

    Citation Envoyé par Coincoin
    A mon avis, si tu demandes à quelqu'un qui bosse sur une de ces théories si ça va déboucher, il ne sera même pas prêt à parier... Ce que tu demandes nécessite d'avoir une maîtrise de la MQ et de la RG, ainsi qu'un certain recul dessus. Quand je vois que Mariposa et Rincevent, qui connaissent pourtant chacun particulièrement bien un des domaines (ne niez pas ), ne se permettent pas de répondre à ton sondage, je me dis que je n'ai vraiment pas les moyens de donner un avis pour ton sondage.
    D'acc. Merci.
    Kentoc'h mervel eget bezañ saotret !
     

  7. mtheory

    Date d'inscription
    août 2004
    Localisation
    Clermont Ferrand
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    Messages
    11 576

    Re : Joindre la physique quantique à la physique relativiste...

    J'ajoute ma petite pierre.
    Evidement je pari sur les cordes et je confirme ce qu'a dit Rincevent
    sur la théorie de la relativité d'échelle.
    Il est intéressant de savoir que la théorie des cordes,ou plutôt son extension la théorie M fait de plus en plus intervenir la géométrie non comutative.
    En fait elle serait responsable d'une structure non commutative de l'espace-temps vers l'échelle de Planck.
    La LQG pourrait être complémentaire de la TDC/TM.
     

  8. Gwyddon

    Date d'inscription
    octobre 2004
    Âge
    32
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    Re : Joindre la physique quantique à la physique relativiste...

    Aie grillé par mtheory

    Je voulais dire la même chose : à mon avis aucune des théories n'est "meilleure" qu'une autre, mais un aspect d'une théorie encore plus vaste
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.
     

  9. BioBen

    Date d'inscription
    septembre 2004
    Messages
    5 176

    Re : Joindre la physique quantique à la physique relativiste...

    [MODE Pinaillage?]Moi ca peut paraitre un peu absurde et je ne sais pas si je suis dans le vrai, mais les termes de la question posée ne me conviennent pas.
    Pour moi en physique fondamentale on ne cherche pas à joindre deux théories incompatibles, on cherche à en créer une nouvelle dont les deux autres ne sont que des (très bonnes) approximations.

    Par exemple on parle souvent de "correction relativiste" par rapport à la mécanique Newtonienne. Moi à mon sens (et j'ai lu quelqu'un qui l'a dit y'a pas longtemps sur le forum aussi) ca n'est pas qu'une corection relativste, c'est une toute autre vision des choses, qui en première approximation retombe parfois sur ce que l'on pensait avant. Dire que le temps ne passe pas de la même manière pour deux observateurs différents, ca n'est pas qu'une "correction relativiste"...ca relève du changement complet de paradigme.
    [/MODE Pinaillage?]

    entièrement d'accord... la vulgarisation sur des théories incomplètes et spéculatives me semble on ne peut plus dangereuse...
    Exact, déja que même les théories "vérifées" sont parfois mal vulgarisées, ca peut très mal tourner pour quelqu'un qui veut vulgariser la théorie dees cordes ! (sauf peutêtre si tu comptes diffuser les épisodes de l'Univers élégant...)

    En particulier la démarche qui met en parallèle les "équivalences" entre physique des particules élémentaires et physique de la matière condensée. [...]
    Pour de donner mon avis c'est cette dernière démarche qui me plait le plus.
    Tu aurais des documents la dessus (j'en avais jamais entendu parler)...

    Term S spé physique.
    Le fait qu'ils soient en spé physique ne change rien à mes yeux, et puis ils ne sont qu'en Terminale et 99% d'entre eux ne connaissent pas Futura alors !
    Tu vas leur vulgariser des théories spéculatives qui tentent de retrouver en première approximation deux théories dont ils ne connaissent rien...
    Pourquoi ne pas leur faire simplement un éxposé sur la Relativité ? ou sur la MQ ? Y'a de quoi parler plusieurs centaines d'heures sur chaque théorie.
     

  10. mort_khan/Triskaël

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    Re : Joindre la physique quantique à la physique relativiste...

    Arrête de me larder de traits ! Rires !

    En fait, je leur ai demandé s'ils avaient des questions dont ils voulaient des réponses, et parmis les 10 qui me sont parvenus, il y en a une sur la MQ et la relativité, et comment on peut les faire rejoindre. (Je ne me souviens plus des termes exacts de la question.)
    Kentoc'h mervel eget bezañ saotret !
     

  11. Sephi

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    Re : Joindre la physique quantique à la physique relativiste...

    C'est d'un niveau trop avancé en physique pour être intéressant en Terminale S ...
     

  12. mtheory

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    Re : Joindre la physique quantique à la physique relativiste...

    Citation Envoyé par Sephi
    C'est d'un niveau trop avancé en physique pour être intéressant en Terminale S ...
    ça dépend pour qui ,je me souviens d'avoir lu 'Superforce' de Paul Davies et 'La matière -espace-temps' de Spiro Tannoudji en première S.
    Bon,c'est vrai que je comprenais pas tout dans le dernier cas mais ça m'a conduit à m'intéresser au principe de moindre action très vite.
    Par ailleurs le livre de ST conntenait une large biblio qui m'a fait connaitre l'existence des cours de Feynman et de Landau avant mon entrée à l'Université.
     

  13. mort_khan/Triskaël

    Date d'inscription
    octobre 2004
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    Re : Joindre la physique quantique à la physique relativiste...

    Et puis leur prof de spé est partisant du "si ça vous intéresse, même si c'est trop dur pour vous, essayez."
    Kentoc'h mervel eget bezañ saotret !
     

  14. Sephi

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    Re : Joindre la physique quantique à la physique relativiste...

    Le problème, c'est que non seulement c'est dur pour toi, mais ça l'est probablement pour toute la communauté scientifique actuelle
     

  15. mtheory

    Date d'inscription
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    Re : Joindre la physique quantique à la physique relativiste...

    Citation Envoyé par Sephi
    Le problème, c'est que non seulement c'est dur pour toi, mais ça l'est probablement pour toute la communauté scientifique actuelle
    Quand tu rentres sérieusement dans les détails ,c'est sûr mais pour prendre un exemple je connais des gens (bons) qui sont docteurs en physique des particules élémentaires et qui ont du mal avec les tenseurs en RG.
    Cela ne les empêche pas de parfaitement comprendre les idées essentielles.
    Donc racconter deux trois choses sur les problèmes de RG et de MQ ne fait pas de mal ex.
    Le rayon de Schwarzschild et la longueur d'onde compton d'une particule sont accessibles à des étudiants de TS.
    Dans le cas d'une particule ayant la masse de Planck sa LC est plus grande que son RS,un bon moyen de montrer que la MQ autoriserait des particules à être localisées dans des endroits interdits par la RG.
    Numériquement le problème saute aux yeux et c'est rapide/facile.
     


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