4 petites questions

[SpOcK]

Bonjour à tous, j'aimerais poser quelques questions car je suis en train de lire "la physique et les éléments" de la collection Université de tous les savoirs, et j'éprouve quelques difficultés à tous comprendre, donc quelques personnes pouvaient m'éclairer, ce serait très gentil:

-Qu'est précisément le principe d'incertitude d'Eisenberg?

-Qu'est-ce que l'isospin?

-Que sont les "couleurs" des quarks?

-Qu'est-ce que le vide énergétique? Citation du livre:"Le vide énergétique du système correspond à une valeur moyenne qui n'est bien définie que sur un temps assez long."

Merci d'avance à ceux qui me répondront.

Spock

[humanino]

• le principe d'indétermination de Heisenberg dit que deux variables conjuguées ne peuvent avoir de valeurs définies simultanément. La position et l'impulsion sont deux variables conjuguées, et le produit de l'incertitude sur la mesure de la position, par l'incertitude sur la mesure de l'impulsion, doit être supérieur à une certaine constante notée . Si l'on mesure avec une précision infinie (incertitude nulle) la position d'une particule, alors celle-ci acquiert une impulsion infinie par la perturbation dûe à cette mesure hyper-précise.
• L'isospin est une symétrie reliant les protons et les neutrons. Si cette symétrie était exacte, ces deux particules seraient en fait indistinctes : on nomme pour cette raison nucléon une particule qui est soit un proton, soit un neutron. L'isospin n'est pas respectée par l'interaction électrique, puisque le nucléon peut avoir deux états de charge : charge plus pour le proton, charge nulle pour le neutron. Néanmoins, l'interaction électrique est très faible devant l'interaction forte qui est responsable de la cohésion des noyaux atomiques, et qui respecte l'isospin.
• La couleur est une grandeur intrinsèque associée à une particule, au même titre que la masse, la charge électrique, ou le spin par exemple. La charge de couleur correspond à l'intercation forte. Les leptons ne subissent pas l'interaction forte car ils ne portent pas de couleur. Il faut noter qu'un grand mystère à résoudre concerne l'origine du confinement, qui dit que les particules libres apparaissent toujours sous forme "blanche" (plus précisément singulet de couleur = invariant sous les rotations de couleur). Ce mécanisme n'est pas pleinement compris.
• je ne suis pas certain de pouvoir répondre à la dernière question.

[BioBen]

Qu'est-ce que le vide énergétique? Citation du livre:"Le vide énergétique du système correspond à une valeur moyenne qui n'est bien définie que sur un temps assez long."

je ne suis pas certain de pouvoir répondre à la dernière question.

Je pense qu'ils veulent parler du vide quantique, qui est l'état d'Energie minimum (il y a des fluctuations quantiques du vide, ce qui expliquent peut-être qu'ils disent qu'il faille réaliser une mesure sur un temps assez long). Enfin je pense ... sinon je vois pas.

a+
ben

[Coincoin]

Salut tout le monde, le Coincoin 2005 est arrivé !

il y a des fluctuations quantiques du vide, ce qui expliquent peut-être qu'ils disent qu'il faille réaliser une mesure sur un temps assez long

Ca rejoint ce que tu dis BioBen, mais je voulais dire qu'il y a une inégalité de Heisenberg reliant le temps et l'énergie, qui fait que pour connaître précisément l'énergie d'un système (ici le "Vide"), il faut le regarder pendant un temps suffisament long. Mais c'est exactement la même chose que de dire qu'il y a des fluctuations et que le regarder suffisament longtemps permet de moyenner...

[SpOcK]

merci pour toutes ces réponses qui m'aident bien, cependant je ne comprends pas très bien ce qu'est l'état d'énergie minimum. Est-ce que c'est la quantité d'énergie minimum que l'on peut trouver dans un milieu dit "vide" ou est-ce la quantité d'énergie minimum ne permettant pas de réactions?

[BioBen]

Est-ce que c'est la quantité d'énergie minimum que l'on peut trouver dans un milieu dit "vide" ou est-ce la quantité d'énergie minimum ne permettant pas de réactions?

En mécanique quantique, le vide est appelé l'état d'energie minimum, car il y a des fluctuations quantiques du vide (apparition "spontanée" de paires particules/antiparticules virtuelles). Une des inégalités d'Heisenberg est
On l'apelle état d'enegie minimum car quand tu regardes sur une periode assez longue, tu obtiens une valeur moyenne environ nulle qui est l'etat d'energie mimum (vu que tu considères un espace vide).

Une citation d'un article de Wikipédia sera sans doute plus claire :

La théorie quantique nous dit que les particules viennent d'un espace « vide » situé juste à l'extérieur du trou noir et non à l'intérieur de celui-ci. Cela implique que l'espace « vide » ne serait pas si vide que cela car, s'il l'était, tous les champs — à savoir électromagnétique ou gravitationnel — seraient nuls. Cependant, d'après le principe d'incertitude, on ne peut pas connaître précisément la valeur et le taux de variation dans le temps d'un champ (plus on en sait sur l'un, moins on en sait sur l'autre.) Alors il devrait y avoir une fluctuation quantique (quantité minimale d'incertitude) dans la valeur de ce champ. On peut assimiler ces variations à des paires de particules (de lumière et de gravité) qui peuvent s'annihiler. Ces particules sont dites virtuelles. Toujours d'après le principe d'incertitude, dans ce « vide » pourraient aussi exister des paires de particules/antiparticules virtuelles de matière (électrons, quarks) qui s'annihileraient aussi.

On dit aussi que cet espace « vide » est un état d'énergie minimum. Or l'énergie doit être produite par quelque chose. Comme la paire particule/antiparticule doit s'annuler, elles doivent avoir des énergies de signes contraires

a+
ben

[SpOcK]

merci, c'est plus clair, j'aimerais aussi savoir si c'est possible si il est possible que des quarks changent de "couleur"?
SpOcK

[.:Spip:.]

oui par l'intermediare d'un gluon

[camaron]

Envoyé par humanino

• le principe d'indétermination de Heisenberg dit que deux variables conjuguées ne peuvent avoir de valeurs définies simultanément. La position et l'impulsion sont deux variables conjuguées, et le produit de l'incertitude sur la mesure de la position, par l'incertitude sur la mesure de l'impulsion, doit être supérieur à une certaine constante notée . Si l'on mesure avec une précision infinie (incertitude nulle) la position d'une particule, alors celle-ci acquiert une impulsion infinie par la perturbation dûe à cette mesure hyper-précise.
  .

Est ce que c'est celà qui peut être enoncé vulgairement comme l'impossibilité de mesurer sans perturber les éléments mesurés ?

[Coincoin]

Est ce que c'est celà qui peut être enoncé vulgairement comme l'impossibilité de mesurer sans perturber les éléments mesurés ?

Plus ou moins... Ce que tu dis vient du fait que formellement, la mesure de la position et de la quantité de mouvement sont décrits par des opérateurs (des trucs qu'on "applique" sur un état) qui ne commutent pas : on a X.P qui est différent de P.X ; ce qui veut dire qu'on a pas le même résultat selon qu'on mesure d'abord la position ou d'abord la quantité de mouvement. La mesure perturbe le système.
Donc ce n'est pas tout à fait la même chose que l'inégalité de Heisenberg, mais en fait, le fait que X et P ne commutent pas est le point de départ de la démonstration de cette inégalité...