Interaction photons / particules virtuelles.

[papy-alain]

Bonjour à tous.
Les photons peuvent ils interagir avec les particules virtuelles du vide ?
Si oui, cela freine-t-il la vitesse de la lumière dans le vide ?
Je m'y perds un peu, là.
Merci par avance.
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[pm42]

Pour la vitesse, je ne pense pas puisque justement, la vitesse dans le vide est toujours C et que les dernières mesures confirment cela quelque soit la fréquence à une grande précision. Deedee81 disait que cela embêtait un peu la gravitation quantique à boucle si ma mémoire est exacte.

Par contre, un photon avec une grande énergie peut séparer 2 particules virtuelles avant qu'elle n'aient eu le temps de s'annihiler.
On a alors de l'énergie qui se transforme en matière, du E=mc2 mais dans le sens inverse des réactions atomiques.

Voici un lien : http://www3.imperial.ac.uk/newsandev...-2014-15-32-44

[papy-alain]

Pour la vitesse, je ne pense pas puisque justement, la vitesse dans le vide est toujours C et que les dernières mesures confirment cela quelque soit la fréquence à une grande précision. Deedee81 disait que cela embêtait un peu la gravitation quantique à boucle si ma mémoire est exacte.[/url]

Ah, ben oui, Deedee aime bien la gravitation quantique à boucle. Il pourra sûrement nous en dire plus lundi.

[Deedee81]

Salut,

Les photons peuvent ils interagir avec les particules virtuelles du vide ?

La réponse est oui.

Mais la plupart du temps, on ne peut pas le dire puisque pour observer un changement (avec ou sans ces interactions) il faudrait.... supprimer le vide
Ce qu'on observe est toujours le photon "habillé" (c'est-à-dire le photon et les interactions avec des particules virtuelles).

Avec des diagrammes de Feynman un peu dans ce style là :
http://www.nature.com/nphys/journal/...ys3060_F2.html

Et donc :

Si oui, cela freine-t-il la vitesse de la lumière dans le vide ?

Non. On le voit d'ailleurs dans les diagrammes donnés en exemple : l'état du photon est le même avant et après interaction (Les interactions étant toujours sous forme "d'arches" comme dans ces diagrammes. Sinon on aurait émission de particules "réelles", un peut comme par une charge électrique accélérée. Ou violation de l'une ou l'autre grandeur conservée).
Il est impossible de transférer de l'énergie ou de la quantité de mouvement au vide.

Deux bémols à cela :
- Par un mécanisme appelé polarisation du vide il est possible de modifier l'incertitude sur les valeurs conjuguées. Par exemple, diminuer les fluctuations en fréquence au détriment de la phase (les deux variants en sens inverse, Heisenberg oblige).
Dans cette situation il est possible de diminuer le bruit quantique d'une des deux variables, bruit dû aux fluctuations du vide. J'avais vu il y a très longtemps une telle application dans un dispositif de mesure à très haute précision.
Malheureusement, je ne me souviens plus du tout comment ils faisaient pour modifier le vide !!!! (et je n'ai pas trouvé sur le net)
- Si l'espace-temps est quantifié, comme dit plus haut par pm42, celui-ci prend une structure granulaire. Par conséquent, un photon de très très haute énergie, donc longueur d'onde infime, est gêné par cette granularité et voit sa vitesse légèrement diminuer. Cet effet n'a pas encore été confirmé (et les mesures actuelles ne vont pas vraiment dans le bon sens )

Pas mal le lien donné par pm42. J'avais lu qu'on savait mesurer la diffusion photon-photon (qui ne peut se faire que par l'intermédiaire de particules virtuelles, le diagramme a quatre photon ayant une valeur nulle, c'est un théorème en électrodynamique quantique) dont la section efficace est infime (sinon on pourrait faire l'essai avec deux lampes de poches ). C'est même dans le cours de Landau.
Mais j'ignorais que cette interaction avec création de paire avait été observée.

Merci,

[A voir en vidéo sur Futura]

[papy-alain]

Bonjour Deedee et merci de cette réponse très instructive.

Je trouve personnellement que l'étude du "vide" est fascinante. Mais tu dis que les transferts d'énergie sont impossibles. En ce sens, tu confirmes ce que Gilgamesh a dit plusieurs fois, dans d'autres discussions, que les lois de la physique interdisent de modifier l'énergie du vide. Du coup, ce que je ne comprends pas, c'est la nature de l'expérience réalisée pour démontrer l'effet Casimir. N'y a-t-il pas, ici, un transfert de l'énergie du vide, au moins le temps de l'expérience ?

[Deedee81]

Salut,

Je trouve personnellement que l'étude du "vide" est fascinante. Mais tu dis que les transferts d'énergie sont impossibles. En ce sens, tu confirmes ce que Gilgamesh a dit plusieurs fois, dans d'autres discussions, que les lois de la physique interdisent de modifier l'énergie du vide. Du coup, ce que je ne comprends pas, c'est la nature de l'expérience réalisée pour démontrer l'effet Casimir. N'y a-t-il pas, ici, un transfert de l'énergie du vide, au moins le temps de l'expérience ?

La situation est quelque peu différente d'une "particule libre" (comme le photon). Dans Casimir on a deux plaques qui interagissent entre-elles via les fluctuations du vide (*)

Le problème est quelque peu analogue au cas du photon seul qui ne saurait pas se désintégrer en un électron et un positron réels car on ne peut pas avoir conservation de l'énergie et de la quantité de mouvement.
Par contre, si le photon passe dans le champ d'un noyau, on peut avoir une telle création de paires ("photoproduction" si je me souviens bien du terme).
Ou deux photons qui "se heurtent" dans le papier indiqué par pm42.

(*) il y a une chose intrigante que je n'ai pas tout à fait compris. C'était expliqué dans l'article de gatsu donné sur ce sujet récemment.
La question était "cette énergie du vide dans l'effet Casimir peut-elle être considérée comme une propriété intrinsèque du champ, indépendamment des matériaux pour autant qu'ils soient parfaitement conducteurs" ?
Donc : "est-ce qu'on peut vraiment parler de l'énergie du vide ?"
La réponse est oui pour le champ électromagnétique à cause de certaines de ses propriétés mais.... cela s'avère faux pour un champ scalaire.
Ca m'a plongé dans un abîme de perplexité. Je n'ai pas encore compris la signification profonde de ça.

[papy-alain]

Je n'ai pas encore compris la signification profonde de ça.

Je me sens moins seul.