champ électromagnétique quantique et ether

[Christian Arnaud]

Amis de la quantique, bonjour

une façon assez simple de quantifier le champ EM, en QFT, est de constater que toute onde EM se décompose en une série infinie d'oscillateurs harmoniques, puis de quantifier ces oscillateurs fictifs (ou virtuels); on arrive alors à l'image d'un espace rempli d'oscillateurs harmoniques quantiques, me semble-t-il
Est-on alors éloigné du concept abandonné d'ether luminifère, qui avait disparu avec la Relativité Restreinte (1905)?

Merci
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[phys4]

Bonjour,

Le vide a des propriétés, la question serait donc : l'hypothèse des oscillateurs fictifs est elle compatible avec la relativité ?

Nous sommes dans un forum de physique, aucune hypothèse ne peut être rejetée à priori pour convenance personnelle.
Dans un autre forum, la réponse pourrait être différente.

[invitef17c7c8d]

Une question à deux balles: L'espace, c'est l'espace réel ou l'espace de Hilbert??

[Christian Arnaud]

Une question à deux balles: L'espace, c'est l'espace réel ou l'espace de Hilbert??

Bonjour lionel
j'ai deux autres propositions :
- espace réciproque, puisqu'on a fait une transformée de Fourier.
- espace de Fock puisqu'on est avec des photons
ça fera 4 balles.
@+

[A voir en vidéo sur Futura]

[Christian Arnaud]

Bonjour,

Le vide a des propriétés, la question serait donc : l'hypothèse des oscillateurs fictifs est elle compatible avec la relativité ?

Nous sommes dans un forum de physique, aucune hypothèse ne peut être rejetée à priori pour convenance personnelle.
Dans un autre forum, la réponse pourrait être différente.

bonjour phys4 )

désolé, mais votre réponse reste sibylline Pouvez-vous détailler ? Merci

@+

[Deedee81]

Salut,

Est-on alors éloigné du concept abandonné d'ether luminifère, qui avait disparu avec la Relativité Restreinte (1905)?

Pour moi, oui, on en est très éloigné. Pour plusieurs raisons :
- Tout d'abord, l'éther luminifère du dix-neuvième siècle était considéré comme un milieu classique (bien que très....éthéré) support des vibrations mécaniques, comme pour le son, les séismes.... Il est clair que la décomposition d'une onde en modes propres ne correspond pas du tout à ça. Après, sa signification s'est "simplifiée" jusqu'à n'être plus que le repère de référence par rapport auquel la vitesse de la lumière est égal à c. Et là, évidemment, ça n'a plus de sens.
- Le vide quantique, l'état |0> de l'espace de Fock, est invariant relativiste. Il ne peut servir de référence à la propagation de la lumière.
- Ce vide quantique comme étant remplit de fluctuations est très trompeur (par exemple dire "à un instant né une particule puis elle disparait" est très réducteur, car un telle situation, isolée, ne serait pas invariante relativiste !!!!). Voir ce qu'en dit par exemple Zeh : http://arxiv.org/abs/0809.2904 (Quantum discreteness is an illusion). Le vide peut difficilement être comparé à un milieu matériel. Notons en particulier que les coefficient comme la permitivité ne représente pas vraiment une "propriété du vide", la valeur physiquement pertinente étant plutôt la permitivité relative ou, mieux encore, la polarisabilité = 0 pour le vide. La valeur epsilon_0 étant surtout reliée à des considérations d'unités.

[coussin]

Hmmm
Je ne suis pas si catégorique quant à l'invariance relativiste du vide (je pense bien évidemment à l'effet Unruh)…
Par contre, je suis assez catégorique pour dire que le vide a une polarisabilité non nulle. L'effet de polarisation du vide contribue à hauteur de 1% au Lamb shift de l'atome d'hydrogène mais cette contribution devient 90% pour le Lamb shift dans l'hélium muonique !

[Deedee81]

Hmmm
Je ne suis pas si catégorique quant à l'invariance relativiste du vide (je pense bien évidemment à l'effet Unruh)…

Attention, je voulais parler d'invariance sous les transformations de Lorentz. Donc sous une vitesse de translation uniforme.

Ce n'est pas très étonnant, la théorie quantique des champs est invariante de Lorentz par construction (mais, bon, c'est vrai que l'affirmation se mord ainsi la queue. Le vide quantique est invariant car on la construit pour. Mais comme la théorie est extrêmement bien validée y compris dans le régime relativiste, cela ne me pose pas de problème d'affirmer cette invariance).

Le cas des accélérations est beaucoup plus délicat (et étrange). Le cas Unruh déjà est spécial puisque l'observateur "au repos" ne détecte aucun rayonnement. Et le cas Hawking non problématique car le vide dans ce cas.... n'est pas vide ! (il y a un champ gravitationnel et il n'est même pas invariant sous les translations !).

Par contre, je suis assez catégorique pour dire que le vide a une polarisabilité non nulle. L'effet de polarisation du vide contribue à hauteur de 1% au Lamb shift de l'atome d'hydrogène mais cette contribution devient 90% pour le Lamb shift dans l'hélium muonique !

Encore un effet quantique. Mais là tu as raison. Toutefois, il est abusif de parler du vide dans ce cas car toutes les corrections viennent de corrections aux photons virtuels échangés entre charges. En théorie quantique des champs, les diagrammes vide/vide disparaissent toujours. Même dans le cas Casimir, le calcul des différentes longueurs d'ondes dans l'espace séparant les plaques concerne des ondes EM se terminant aux plaques. Tout cela est délicat à interpréter / analyser, mais quoi qu'on en dise, je ne pense pas sincèrement qu'on puise utiliser ce genre d'argument pour identifier ça avec l'éther luminifère du dix-neuvième siècle. Sauf usage très abusif (et éculé) du mot éther

[Deedee81]

Encore un effet quantique.

Remarque pas de bon aloi : c'est de ça qu'on parle depuis le début. Je suis fatigué moi, désolé.

[triall]

Bonjour, je n'ai pas votre niveau, mais néanmoins je vais me permettre une remarque naïve ; si le vide quantique est invariant relativiste c'est parce qu'il est rempli de photons virtuels, (je vois ça comme ça) .Mais si l'on découvre ces fameux bosons de Higgs, qui seraient massifs, et qui donneraient la masse, il faudra bien que le vide en soit rempli, et ceci loin de toute matière ...Ils pourraient alors ressembler à cet éther (début 20ème siècle) .

Einstein a fait ce que l'on doit faire , il a gardé le bébé , et a jeté l'eau du bain (l'éther) , peut être un jour on remettra cette eau en l'ayant un peu "nettoyée", on aura ainsi le bébé , et l'eau du bain !

[Deedee81]

De toute façon, même si on peut dire qu'il y a quelque chose dans le vide (c'est clairement le cas avec les photons virtuels échangés entre particules ou bien avec le champ gravitationnel) je ne suis pas d'accord pour appeler ça éther.

L'éther luminifère du dix-neuvième avait une signification précise (enfin, DES significations précises, ça a varié au cours du temps). Et le vide quantique, qu'il soit peuplé de photons, de Higgs ou de lutins n'a absolument rien à voir avec ces significations du dix-neuvième. Même de loin.

Mais depuis sa réfutation, il a été employé pour tout et n'importe quoi. Ce mot est archi éculé (sans haine ). Complètement galvaudé. A tel point qu'il s'est "crankifié" et est souvent utilisé volontairement de manière trompeuse.

Je préfère donc qu'on réserve ce mot à son usage historique. Je ne vois pas pourquoi appeler le vide quantique "éther". Quoi ? Le nom "vide quantique" est moche ??? Ca ne sert à rien de changer son nom !!!! Ou alors juste pour faire son intéressant Tant qu'on y est, puisque la lumière a sa vitesse affectée par l'eau, pourquoi ne pas appeler l'eau éther, hein ?

[triall]

Ho, c'est aussi un hommage à Michelson , Morley ..qui se sont beaucoup donnés de mal pour avoir des franges d'interférences dans leurs expériences, et Michelson les a eues avec Gale, en montrant l'anisotropie de la vitesse de la lumière Est-Ouest, sur Terre... début 20ème donc non ? ... moi , je l'aime bien ce mot ..je cois que l'on parle de la toile aussi !

[Christian Arnaud]

je ne suis pas d'accord pour appeler ça éther.

bonjour Deedee et longue vie à votre gouvernement )

Il ne faut pas perdre votre calme Loin de moi l'idée de renommer le vide quantique
- renommer un objet n'amène rien de plus
- je n'ai aucune légitimité pour cela
En fait, je voulais surtout souligner la similitude fonctionnelle entre les 2 :
- à l'éther Maxwell avait confié la propagation des ondes EM, faute de mieux
- l'idée ayant été rejetée par la communauté à cause, effectivement de Michelson et Morley et Einstein, on a fait un grand détour pour revenir, avec la QFT et les oscillateurs harmoniques du vide à la même fonction de propagation
@+

[Christian Arnaud]

bon, une dernière pour la route, alors :
qui a dit ?
"J'en conclus que toute cette idée des sauts quantiques ne peut être qu'absurde " attention, c'est savoureux )

@+

[Christian Arnaud]

Aucune réponse
Bon, il s'agit d'E.Schrödinger lui- même, en 1926 invité à Copenhague chez Niels Bohr. C'est rapporté par W. Heisenberg dans "La partie et le tout"( p108). Étonnant, non? En même temps c'est un peu rassurant de voir que même un des premiers éclaireurs de cette Terra Incognita qu'était la quantique aît malgré tout eu du mal à se séparer de la culture classique, comme encore beaucoup d'entre nous, environ un siècle plus tard

Au revoir

[Deedee81]

Salut,

[...] Michelson les a eues avec Gale, en montrant l'anisotropie de la vitesse de la lumière Est-Ouest, sur Terre... début 20ème donc non ?

Tu aurais une référence ???

Aucune réponse

J'étais en congé

Bon, il s'agit d'E.Schrödinger lui- même, en 1926 invité à Copenhague chez Niels Bohr. C'est rapporté par W. Heisenberg dans "La partie et le tout"( p108). Étonnant, non? En même temps c'est un peu rassurant de voir que même un des premiers éclaireurs de cette Terra Incognita qu'était la quantique aît malgré tout eu du mal à se séparer de la culture classique, comme encore beaucoup d'entre nous, environ un siècle plus tard

Ah tiens, j'aurais dis le docteur Zeh (suite à la publication de son article : Quantum discreteness is an illusion http://arxiv.org/abs/0809.2904).

Mais je me méprend sans doute car l'article de Zeh n'est pas un retour à la culture classique.

En tout cas je ne savais pas pour cette discussion entre les fondateurs.

[triall]

Bonjour Deedee81 , l'expérience de Michelson et Gale n'est pas traitée à sa juste valeur, il n'y a pas grand chose sur le web http://en.wikipedia.org/wiki/Michels...son_experiment J'ai tapé Michelson et Gale simplement

http://www.gloubik.info/sciences/spip.php?article590 , mais encore une fois, Michelson a démontré son grand savoir faire, car il s'agissait en fait de montrer que la lumière n'allait pas aussi vite dans le tube nord que dans le tube sud , dans le même sens est-ouest ou ouest-est par exemple ; séparé de 400m seulement ; il me semble.

Il s'agit en fait de l'effet Sagnac , mais...

[Deedee81]

Il s'agit en fait de l'effet Sagnac , mais...

Ah oui, d'accord, merci beaucoup.

Je suis impardonnable. Non seulement je n'avais pas compris ce que tu disais mais en plus je connaissais. Elle est reprise ici :
http://www.desy.de/user/projects/Phy...Michelson-Gale

Il est vrai que dans l'expérience originale on fait tourner le dispositif pour diverses raisons (bras légèrement inégaux et effet de ce type).

Par contre, mesurer cet effet était un vrai tour de force. Et en 1925 en plus. Chapeau à ces grands messieurs.

[Christian Arnaud]

En tout cas je ne savais pas pour cette discussion entre les fondateurs.

Bonjour Deedee
En fait, il s'agit d'une discussion entre Schrödinger et Bohr, rapportée par Heisenberg )

@+