MQ et trajectoire des particules

[alovesupreme]

Bonjour,

Je cherchais des sites sur l’effet compton surtout pour en avoir une visualisation dans des chambres d’ionisation par exemple.
On peux rappeler que Compton a montré vers 1923 qu’un photon d’énergie E peut arracher un électron d’un atome à la suite de quoi il diffuse avec une énergie E’ inférieure (augmentation de sa longueur d ‘onde).
La trace de l’électron émergent peut être visualisée.

Les livres de MQ présentent traditionnellement l’effet Compton en théorie des perturbations. Au premier ordre un électron et un photon de impulsions P1 et p1 s’annihilent au point x1,t1, un électron virtuel se propage jusqu’en x2,t2 où sont créées un électron et un photon d’impulsion P2 et p2.

Si l’on peut observer dans une chambre l’effet compton pour un électron entrant avec un impulsion donnée, il me semble que l’on ne pourrait observer qu’une transition du type ‘’contact’’ avec x1 = x2, t1 = t2.
Les sommations d’amplitudes se font sur des transitions inobservables (au sens d’une photographie).
J’aimerais savoir si une telle somme décrit bien en probabilité les transitions ‘’de contact’’ que l’on observe. Si oui pourquoi une amplitude de transition entre des mesures d’impulsions peut elle prédire une probabilité concernant (comme dans une photo 3D) une succession de mesure de positions ?

[ClairEsprit]

On peux rappeler que Compton a montré vers 1923 qu’un photon d’énergie E peut arracher un électron d’un atome à la suite de quoi il diffuse avec une énergie E’ inférieure (augmentation de sa longueur d ‘onde).

Ah euh non, c'est Einstein qui le premier a modélisé l'effet Compton comme une collision électron/photon avec conservation de l'impulsion suite aux travaux de Planck sur le corps noir. On ne pouvait pas expliquer cet effet avant l'introduction du concept de photon par Einstein, et surtout de l'utilisation de la constante de Planck h dans la définition de son impulsion (même si Newton pensait que la lumière était constituée de corpuscule, Planck n'était pas encore passé par là).

[PopolAuQuébec]

Ah euh non, c'est Einstein qui le premier a modélisé l'effet Compton comme une collision électron/photon avec conservation de l'impulsion suite aux travaux de Planck sur le corps noir. On ne pouvait pas expliquer cet effet avant l'introduction du concept de photon par Einstein, et surtout de l'utilisation de la constante de Planck h dans la définition de son impulsion (même si Newton pensait que la lumière était constituée de corpuscule, Planck n'était pas encore passé par là).

Euh non...Einstein a modélisé l'effet photoélectrique (pour lequel il a eu un prix Nobel) et il n'y avait que la conservation de l'énergie qui était utilisée pour expliquer cet effet.

C'est bien Compton qui le premier a modélisé l'effet qui porte son nom (pour lequel il a à son tour eu un prix Nobel) en appliquant à la fois la conservation de l'énergie et la conservation de l'impulsion.

[ClairEsprit]

Euh non...Einstein a modélisé l'effet photoélectrique (pour lequel il a eu un prix Nobel) et il n'y avait que la conservation de l'énergie qui était utilisée pour expliquer cet effet.

C'est bien Compton qui le premier a modélisé l'effet qui porte son nom (pour lequel il a à son tour eu un prix Nobel) en appliquant à la fois la conservation de l'énergie et la conservation de l'impulsion.

Ah oui ? Mince alors ! Einstein en avait déjà bien assez fait. Il a quand même pas inventé grand chose Compton dans ce cas précis, non ? Mais bon ça ne répond pas à la question posée tout ça.

[PopolAuQuébec]

Ah oui ? Mince alors ! Einstein en avait déjà bien assez fait. Il a quand même pas inventé grand chose Compton dans ce cas précis, non ?

ébê, ça se passe de tout commentaire...

Mais bon ça ne répond pas à la question posée tout ça.

Aucun des posts ci-haut ne répond à la question posée...et le mien s'adressait au tien

[ClairEsprit]

ébê, ça se passe de tout commentaire...

ben si, commente, que veux-tu dire ? Je ne vois pas ce que cela a de fantastique d'appliquer deux principes de conservation dans le cadre d'une collision classique une fois que tout le monde a travaillé en amont...

Aucun des posts ci-haut ne répond à la question posée...et le mien s'adressait au tien ..

C'est sûr que je ne fais pas tellement avancer le shmilblick non plus; je m'étais inclus dans la remarque.

[PopolAuQuébec]

ben si, commente, que veux-tu dire ? Je ne vois pas ce que cela a de fantastique d'appliquer deux principes de conservation dans le cadre d'une collision classique une fois que tout le monde a travaillé en amont...

C'est sûr que je ne fais pas tellement avancer le shmilblick non plus; je m'étais inclus dans la remarque.

Tu as un sapré sens de l'humour toi

Il serait beaucoup plus utile d'essayer de répondre à la question de départ que de partir dans une voie transversale

[alovesupreme]

bonjour,

en ce qui concerne la diffusion electron positron -> electron positron, l'annihilation et la création se font elles (comme pour l'effet compton au même endroit?
si oui pourquoi?

PS dans un autre post quelqu'un a dit que tout photon est par principe virtuel car les photons ''in'' d'un réaction sont les photons ''out'' d'une autre. Ca me semble faux car sinon on pourrait en observer avec une masse non nulle. Je pense plutot que toutes les particules observables sont non virtuelles (pour ne pas dire réelles!)

[ClairEsprit]

dans un autre post quelqu'un a dit que tout photon est par principe virtuel car les photons ''in'' d'un réaction sont les photons ''out'' d'une autre. Ca me semble faux car sinon on pourrait en observer avec une masse non nulle. Je pense plutot que toutes les particules observables sont non virtuelles (pour ne pas dire réelles!)

Comme personne de qualifié ne répond, je vais tout de même dire deux ou trois mots. J'ai déjà appliqué la technique des perturbations. De même on m'a enseigné les diagrammes de Feynman. Tout ceci est assez loin; cependant, ces deux techniques me semblent tout à fait éloignées de la "réalité" et je crois qu'il ne faut pas chercher à faire correspondre les interprétations physiques des résultats obtenus au premier ordre, deuxième ordre, etc... à quelque chose de tangible. En ceci, cela me semble correct de dire que les photons sont tous virtuels dans ce cadre.
Maintenant, je pense que la question posée n'est pas très claire. Je ne vois pas le lien entre tes deux questions et le seul que j'ai vu (une recherche de quelque chose de tangible derrière une interprétation physique de pures techniques de calcul) a motivé la présente réponse... je me suis peut-être fourvoyé.

[alovesupreme]

Merci pour la réponse,

J’essaie de voir comment la MQ décrit et explique ce que décrivait la Mécanique Classique.
Prenons l’exemple d’une particule chargée dans un champ magnétique perpendiculaire à son impulsion. Les calculs classiques donnent un arc de cercle
Ce calcul décrit la trajectoire d’une particule se déplacant dans le vide sans interaction avec autre chose que le champ extérieur.
- A ce niveau il mes semble que la MQ peut faire la même chose avec un paquet d’ondes, l’évolution de la moyenne de la position ou peut être en utilisant des intégrales de chemin.
Quand on observe la trace dans une chambre à bulle , à ionisation ou autre, on a bien un arc de cercle comme prévu. :
L’observation réelle n’a pas perturbé le phénomène étudié : encore une victoire (du canard, bien sûr et) de la Mécanique Classique.
- En MQ ca me semble tres différent :
On a ici une cascade d’observations de positions successives de la particule.
Si l’on peut parler d’une particule comme d’un paquet d’ondes (donnant position et impulsion avec une bonne précision compatible avec la théorie) comment la MQ prévoit elle que la série d’observations va donner ‘’en moyenne’’ un arc de cercle ???

Merci pour toute explication.

J’aimerais aussi trouver un site avec des images de trajectoires illustrant ce que l’on décrit toujours en représentation d’impulsion : effet compton, annihilation electron positronetc

[PopolAuQuébec]

En MQ ca me semble tres différent :
On a ici une cascade d’observations de positions successives de la particule.
Si l’on peut parler d’une particule comme d’un paquet d’ondes (donnant position et impulsion avec une bonne précision compatible avec la théorie) comment la MQ prévoit elle que la série d’observations va donner ‘’en moyenne’’ un arc de cercle ???

J'aime beaucoup cette question. C'est quelque chose qui m'a intrigué à l'occasion: on voit très souvent ces photographies de particules élémentaires suivant une trajectoire classique passablement bien définie et conforme aux prévisions de la physique classique. Et ensuite on nous dit que ces mêmes particules élémentaires sont des objets aux propriétés généralement non bien-définies et perturbés aléatoirement suite à une mesure. Dans le cas que tu présentes, on s'attendrait donc à observer des déviations progressives entre la trajectoire de la particule et la trajectoire prévue classiquement, exactement à la façon d'une marche aléatoire.

Il serait intéressant ici d'évaluer l'imprécision sur chaque mesure de position (vraisemblablement de l'ordre du rayon de Bohr) et de là la variation (moyenne) incontrolable dans l'impulsion de la particule. Ensuite, en appliquant les résultats connus pour les marches aléatoires, on pourrait voir si les prévisions de la MQ sont conformes à ce qui est observé. En fait, je ne doute pas vraiment que ce soit le cas, mis il n'y a rien de tel que de vérifier.

Mais pour faire le calcul, il faudrait d'abord connaître l'impulsion des particules apparaissant sur une telle photographie.

[mtheory]

J'aime beaucoup cette question. C'est quelque chose qui m'a intrigué à l'occasion: on voit très souvent ces photographies de particules élémentaires suivant une trajectoire classique passablement bien définie et conforme aux prévisions de la physique classique.

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Mais pour faire le calcul, il faudrait d'abord connaître l'impulsion des particules apparaissant sur une telle photographie.

Salut,

Cette question a été abordé par Heisenberg assez tôt,comme on peut le voir dans son livre sur les principes physiques de la MQ.

http://www.gabay.com/sources/Liste_Fiche.asp?CV=99

Il n'y a aucun problème,bien sûr,la conservation de l'impulsion et la théorie de la diffusion impose un direction préférentielle vers l'avant à chaque "réémission" de la particule intéragissante avec un atome de la chambre à bulle.

[Lévesque]

Salut,

Cette question a été abordé par Heisenberg assez tôt,comme on peut le voir dans son livre sur les principes physiques de la MQ.

http://www.gabay.com/sources/Liste_Fiche.asp?CV=99

Salut mtheory! Excellent livre en passant, tout comme ce livre qui aide à comprendre la philosophie d'Heisenberg.

Il n'y a aucun problème,bien sûr,la conservation de l'impulsion et la théorie de la diffusion impose un direction préférentielle vers l'avant à chaque "réémission" de la particule intéragissante avec un atome de la chambre à bulle.

C'est vrai qu'il n'y a pas de problème d'application, mais à mon avis il y a un problème philosophique, et peut-être un problème lié à la complétude de la MQ interprété par Heisenberg.

Marchildon, dans Why Should we Interpret Quantum Mechanics? résume très bien le problème dans la 5e section de son article intitulé INSUFFICIENCY OF THE EPISTEMIC VIEW.

À mon avis, l'interprétation que Heisenberg fait du formalisme de la mécanique quantique est la plus lucide, la plus logique et la plus naturelle. Je l'aime beaucoup.

Mais je ne peux que me rallier au propos de Marchildon énoncé dans le texte que je viens de citer. Oui, cette utilisation du formalisme actuel de la MQ est probablement la meilleure, mais elle invite implicitement à le compléter. Voir l'excellent article pour plus de détails.

Cordialement,

Simon

[mtheory]

Salut mtheory! Excellent livre C'est vrai qu'il n'y a pas de problème d'application, mais à mon avis il y a un problème philosophique, et peut-être un problème lié à la complétude de la MQ interprété par Heisenberg.



À mon avis, l'interprétation que Heisenberg fait du formalisme de la mécanique quantique est la plus lucide, la plus logique et la plus naturelle. Je l'aime beaucoup.

Salut !

Si tu le lis en parallèle avec les premiers chapitres du Dirac ça devient encore plus illuminant.
Cependant je crois aussi que la solution 'définitive' du problème de la dualité onde/corpuscule et du passage quantique/classique n'est pas encore en notre possession et que, même si la direction pointée par Heisenberg et Dirac est la bonne, il nous faudra avoir une théorie quantique de la gravitation pour que les choses soient vraiment satisfaisantes.
En fait je crois que c'est ça qu'Einstein avait vraiment plus ou moins en tête à la fin de sa vie,tant que la MQ et la RG ne seront pas réconciliées on ne saurait considérer la description par un vecteur d'état comme la description complète d'un système physique.
Il reste encore du boulot !!

[Lévesque]

je crois aussi que la solution 'définitive' du problème de la dualité onde/corpuscule et du passage quantique/classique n'est pas encore en notre possession et que, même si la direction pointée par Heisenberg et Dirac est la bonne, il nous faudra avoir une théorie quantique de la gravitation pour que les choses soient vraiment satisfaisantes.

Salut!

que veux-tu dire par le problème de la dualité onde/corpuscule et par le problème du passage quantique/classique dans la formulation de Heisenberg et de Dirac?

En fait, j'ai surtout en tête l'idée liée à notre connaissance, et de là, je ne comprends pas trop ce que tu veux dire...

Merci

Simon