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Le vide basique / le vide quantique



  1. #1
    tatsuyaishikawa

    Le vide basique / le vide quantique


    ------

    Bonjour.

    Plusieurs personnes se sont engagées dans le débat sur l'ovni, et un homme fonde sa théorie sur le dualisme de notre univers.

    Voici l'extrait de leur conversation :

    Code HTML:
    - "meme si la plupart de la matiere qui le compose est invisible."    y a en moyenne un atome par mètre cube dans l'univers###
    
    - Détrompe toi. Avant on disait que l'univers était vide. Ensuite on a découvert que finalement il y avait "la matière noire", oh et puis "le boson de higgs", et puis plein d'autre a venir qui finalement remplissent l'espace.
    
    -  on a surtout différencié le vide basique et le vide quantique
    
     - Meme scientifiquement parlant, on ne peut pas dire que l'univers est vide.. On en sait trop peu. Qui sait ce qu'on va découvrir dans le futur.. Je suis persuadé que l'univers est plein.

    Qu'est-ce donc deux types de vide ? Avec le mot vide, l'idée qui me vient à l'esprit est l'état de l'espace qui ne contient aucun molécule ni atome. Et je sais qu'il y a des matières très très granuleuses dans l'univers, plus petites que les atomes. C'est quoi donc deux types de vide ?

    Merci d'avance.




    ---
    ### grossièretés supprimées du message initial.

    -----
    Dernière modification par Gilgamesh ; 28/05/2016 à 17h44.

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  4. #2
    papy-alain

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Bonjour.

    Le seul vide que l'on connaisse est celui des grands espaces intergalactiques. Mais il est tout, sauf vide. Il s'y produit constamment des fluctuations quantiques générant des particules virtuelles qui s'annihilent très rapidement (pour ne pas dire instantanément). En outre, ce "vide" est parcouru par un tas de particules diverses venant de partout.
    Quant au vide absolu, il n'existe tout simplement pas.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  5. #3
    Nicophil

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Bonjour,

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    fluctuations quantiques générant des particules virtuelles qui s'annihilent très rapidement (pour ne pas dire instantanément).
    Les particules virtuelles ne sont pas réelles...


    En outre, ce "vide" est parcouru par un tas de particules diverses venant de partout.
    Quant au vide absolu, il n'existe tout simplement pas.
    En effet : il y a toujours au moins les photons du rayonnement thermique de fond (dont l'isotropie n'est pas invariante de Lorentz...). Et des neutrinos.
    Dernière modification par Nicophil ; 28/05/2016 à 13h20.
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

  6. #4
    papy-alain

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Citation Envoyé par Nicophil Voir le message
    Bonjour,

    Les particules virtuelles ne sont pas réelles...
    Peux tu mieux préciser ta pensée ? Qu'entends tu par "réelles" ?
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #5
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Sur la notion de vide et ses implications cosmologiques, j'avais essayé de l'expliquer ici : http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post5588253
    Parcours Etranges

  9. #6
    Nicophil

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Peux tu mieux préciser ta pensée ? Qu'entends-tu par "réelles" ?
    Qu'entends-tu par "virtuelles" ?

    L'outil de calcul représenté par les diagrammes de Feynman suggère une image abusive
    selon laquelle les « particules réelles interagissent en échangeant des particules virtuelles ». Beaucoup
    de physiciens, en particulier non experts, prennent cette image littéralement, comme quelque chose qui vraiment et
    objectivement se passe dans la nature. En fait, je n'ai jamais vu un texte populaire sur la physique des particules
    dans lequel cette image n'a pas été présenté comme quelque chose qui se passe vraiment. Par conséquent, cette
    image des interactions quantiques en tant que processus dans lequel s'échangent des particules virtuelles est l'un des
    les mythes les plus maltraités, non seulement en physique quantique, mais en physique en général.

    En fait, il y a un consensus parmi les experts pour les fondations de QFT qu'une telle image ne doit
    pas être pris au pied de la lettre. Les principes fondamentaux de la théorie quantique ne contiennent même pas
    une notion d'un état «virtuel». La notion d'une «particule virtuelle» provient seulement d'une
    méthode mathématique de calcul spécifique, appelée expansion perturbative. En fait,
    l'expansion perturbative représentée par les diagrammes de Feynman peut être introduite même dans le classique
    la physique, mais personne ne tente de verbaliser ces diagrammes de Feynman classiques dans
    termes de processus classiques "virtuels".

    Alors pourquoi une telle verbalisation est tolérée en
    physique quantique ? La principale raison est le fait que l'interprétation standard de
    la théorie quantique ne propose pas une image claire ontologique "canonique" des processus réels dans
    la nature, mais seulement fournit les probabilités pour les résultats finaux des résultats de mesure.
    En l'absence d'une telle image "canonique", les physiciens prennent la liberté d'introduire diverses
    images intuitives auxiliaires qui aident parfois à réfléchir sur un
    formalisme quantique autrement abstraite.
    Ces images auxiliaires, par eux-mêmes, ne sont pas un péché. Cependant, un
    problème potentiel se produit lorsque l'on oublie pourquoi une telle image a été introduite et commence à réfléchir sur elle aussi littéralement.


    http://arxiv.org/pdf/quant-ph/0609163v2.pdf
    9.3 Virtual particles ?

    The calculational tool represented by Feynman diagrams suggests an often abused picture
    according to which “real particles interact by exchanging virtual particles”. Many
    physicists, especially nonexperts, take this picture literally, as something that really and
    objectively happens in nature. In fact, I have never seen a popular text on particle physics
    in which this picture was not presented as something that really happens. Therefore, this
    picture of quantum interactions as processes in which virtual particles exchange is one of
    the most abused myths, not only in quantum physics, but in physics in general. Indeed,
    there is a consensus among experts for foundations of QFT that such a picture should
    not be taken literally. The fundamental principles of quantum theory do not even contain
    a notion of a “virtual” state. The notion of a “virtual particle” originates only from a
    specific mathematical method of calculation, called perturbative expansion. In fact, perturbative
    expansion represented by Feynman diagrams can be introduced even in classical
    physics [52, 53], but nobody attempts to verbalize these classical Feynman diagrams in
    terms of classical “virtual” processes. So why such a verbalization is tolerated in quantum
    physics? The main reason is the fact that the standard interpretation of quantum
    theory does not offer a clear “canonical” ontological picture of the actual processes in
    nature, but only provides the probabilities for the final results of measurement outcomes.
    In the absence of such a “canonical” picture, physicists take the liberty to introduce various
    auxiliary intuitive pictures that sometimes help them think about otherwise abstract
    quantum formalism. Such auxiliary pictures, by themselves, are not a sin. However, a
    potential problem occurs when one forgets why such a picture has been introduced in the
    first place and starts to think on it too literally.
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

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  11. #7
    invite06459106

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    En QFT, ce qui est physique, c'est le(s) champ(s), donc les particules réelles et virtuelles "n'existent pas".

    Sinon, (si j'ai compris les papiers que j'ai lu...) le calcul perturbatif (les particules virtuelles) modélise les interactions (en couplage faible), c'est une bonne béquille puisque fonctionnelle, mais en ce sens "elles n'existent pas". Cela n'est-il pas différent de l'aspect quantique de ces interactions qui eux "existent"?

    Demandé autrement:
    Tu places un observateur inertiel dans l'espace-temps de Minkowski, (vide, donc pas de particules réelles), il y aura pour lui juste les fluctuations du vide (qu'il nomme de façon usuelle particule virtuelle).
    Et tu prends un observateur accéléré, lui verra des particules réelles (effet Unruh) qui "apparaissent" à partir des virtuelles. Cela ne va-t-il pas plus loin que la simple béquille mathématique? (ou je me plante donc mal compris, dans ce cas...quels points?).

  12. #8
    mmanu_F

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    ah nikolic ! je l'aimais bien quand j'étais petit...
    La voie ardue mais juste du révolutionnaire conservateur : bâtir en détruisant le minimum.

  13. #9
    papy-alain

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Je ne suis pas très calé en MQ, mais j'aimerais comprendre.
    Une des conséquences directes des fluctuations du vide quantique, c'est l'effet Hawking sur l'horizon des TN. Il y a bien séparation entre la particule d'énergie négative qui pénètre sous l'horizon et la particule d'énergie positive qui s'en va en sens inverse, sans avoir eu le temps de s'annihiler. Cette dernière particule devient elle réelle ou reste-t-elle virtuelle ?
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  14. #10
    mike.p

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Les extensions de la MQ ne vous aideront pas à la comprendre ...

  15. #11
    Mailou75

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    +1 papy ! Les tn ont des cheveux

  16. #12
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Salut,

    Pas le temps de revenir sur les autres messages. Dommage, il y a pas mal de choses intéressantes à dire. Manque de temps

    Citation Envoyé par Mailou75 Voir le message
    +1 papy ! Les tn ont des cheveux
    Attention, pas avec le rayonnement de Hawking qui est thermique et ne dépend que des paramètres de base du théorème de calvitie : masse, moment angulaire et charge électrique.

    Par contre, en gravité quantique (à boucles et cordes), oui, ils sont chevelus. Un fin duvet pourrait-on dire
    Keep it simple stupid

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  18. #13
    papy-alain

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Mouais. Le rayonnement Hawking serait il virtuel, lui aussi ???
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  19. #14
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Mouais. Le rayonnement Hawking serait il virtuel, lui aussi ???
    Ben non, enfin théoriquement du moins (on n'est pas prêt de le détecter expérimentalement).
    Quel rapport avec le message précédent ???
    Keep it simple stupid

  20. #15
    papy-alain

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Ben non, enfin théoriquement du moins (on n'est pas prêt de le détecter expérimentalement).
    Quel rapport avec le message précédent ???
    Ben, c'était rapport à ma question restée sans réponse : une particule virtuelle qui ne s'annihile pas avec son anti-particule reste-t-elle virtuelle ou devient elle réelle ?
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  21. #16
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Ben, c'était rapport à ma question restée sans réponse : une particule virtuelle qui ne s'annihile pas avec son anti-particule reste-t-elle virtuelle ou devient elle réelle ?
    Elle devient réelle par définition, puisque elle devient observable.
    Parcours Etranges

  22. #17
    papy-alain

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Elle devient réelle par définition, puisque elle devient observable.
    Oui, donc l'attribution du qualificatif "virtuelle" n'est dû qu'au fait de leur très brève durée de vie, mais en fait elles sont bien réelles durant un laps de temps très court. Correct ?
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  23. #18
    dextroy

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Bonjour,
    Supposons un volume, occupé seulement par 10 particules (en mouvement dans ce volume) à un instant donné.
    Si on considère un tel volume, alors il y aura forcément des particules dedans.
    Mais si on considère un volume plus petit, de 10 ordres de grandeur inférieur, alors on aura petite une chance pour que ce volume soit vierge de toute particule, au moins à un instant.
    À une échelle très petite, ne pourrait-on pas rencontrer un espace totalement vide, pendant un bref instant, avant que ce petit espace ne soit parcouru par des particules ?
    À moins que ce vide ne soit forcément composé de particules “qui se créent et s’annihilent”, peu importe l’échelle de temps ou d'espace à laquelle on le considère ?

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  25. #19
    invite06459106

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    @ Papy-Alain:
    Oui, donc l'attribution du qualificatif "virtuelle" n'est dû qu'au fait de leur très brève durée de vie, mais en fait elles sont bien réelles durant un laps de temps très court. Correct ?
    Cela me semble un point de vue correct, mais dire qu'elles sont "réelles" alors qu' ayant une durée de vie trop courte pour être observable...c'est tendu quand même.
    Cependant, en rapport à mon post précédent, elles peuvent être "virtuelles" et "réelles"...dépend de l'observateur.
    Mais attends confirmation.
    Dernière modification par didier941751 ; 30/05/2016 à 13h09.

  26. #20
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Re,

    Le qualificatif virtuel c'est pour les particules créées et détruites durant le processus considéré. Donc, forcément non observée directement par définition.
    Le processus pouvant être éventuellement très long.
    Et toujours par définition les particules émises dans le processus de Hawking sont réelles.

    Virtuel, réel, même combat. Je pense que le terme virtuel est mal choisi d'ailleurs, mais, bon, c'est comma ça, faut faire avec.
    Deux remarques qui donnent largement à réfléchir :
    - Voir http://arxiv.org/abs/0809.2904 "Quantum discreteness is an illusion" qui complètera utilement le lien fourni par Nicophil et qui explique qu'il ne faut vraiment pas prendre trop à la lettre la notion de "fluctuations du vide".
    - Et imaginez le processus suivant : un atome dans un filament d'ampoule émet un photon qui va exciter une molécule de rhodopsine dans votre rétine. Si le processus considéré est l'ampoule et son émission de lumière, alors ce photon est réel. Et si le processus considéré est l'ampoule + la rétine avec émission et absorption du photon, alors ce photon est virtuel. C'est le MEME photon, dans la MEME expérience. Il est réel ou virtuel selon la manière de le considérer.

    Ces deux remarques semblent contradictoire. Ce qui montre ooooh combien le sujet n'est pas simple. Pas simple du tout.
    Keep it simple stupid

  27. #21
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Ces deux remarques semblent contradictoire. Ce qui montre ooooh combien le sujet n'est pas simple. Pas simple du tout.
    Mon sentiment tout de même, mais qui mériterait d'être étayé. Pour moi :
    - les particules virtuelles échangées entre deux particules ne sont pas moins réelles qu'une particule dite "réelle"
    - les pures fluctuations du vide, ce qu'on appelle les diagrammes vide-vide, ne sont qu'un artefact théorique. D'ailleurs :
    -- Dans les diagrammes de Feynman, ces diagrammes sont factorisés et disparaissent
    -- Dans les processus comme Casimir, il s'agit de photons virtuels échangés entre les plaques conductrices et non de pures fluctuations du vide
    -- Dans un processus de type Hawking, il s'agit d'une interaction avec le champ gravitationnel. Birrel et Davies dans leur livre que la théorie quantique des champs en espace-temps courbent expliquent que cette approche est équivalente au champ gravitationnel quantifié, avec traitement perturbatif et diagrammes à une boucle de gravitons au maximum.
    Keep it simple stupid

  28. #22
    papy-alain

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Effectivement, ce n'est pas simple. Mais si je prends l'exemple du boson de Higgs, il a fallu de très hautes énergies pour le mettre en évidence au LHC. Dans notre environnement quotidien (la Terre), cette énergie n'est pas atteinte naturellement. Or, la matière conserve sa masse. C'est donc que la valeur du champ de Higgs n'est pas nulle, et que cette valeur ne peut qu'être la résultante des bosons "virtuels" qui, dans cet exemple, sont bien réels puisque la masse est toujours là. Ce raisonnement est il correct ?
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  29. #23
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Salut,

    Citation Envoyé par papy-alain Voir le message
    Effectivement, ce n'est pas simple. Mais si je prends l'exemple du boson de Higgs, il a fallu de très hautes énergies pour le mettre en évidence au LHC. Dans notre environnement quotidien (la Terre), cette énergie n'est pas atteinte naturellement. Or, la matière conserve sa masse. C'est donc que la valeur du champ de Higgs n'est pas nulle, et que cette valeur ne peut qu'être la résultante des bosons "virtuels" qui, dans cet exemple, sont bien réels puisque la masse est toujours là. Ce raisonnement est il correct ?
    Oui. Mais là il s'agit bien de Higgs émis et absorbés par la particule. Pas de "diagramme vide-vide" pour rependre mon explication ci-dessus.

    D'ailleurs il y a encore ce cas que j'oubliais :

    Toute particule est entourée d'un nuage de particules virtuelles. Des photons pour les particules chargées. Mais aussi des paires électrons-positrons pour ces mêmes photons. Des Higgs pour les particules massives. Et chacune de ces particules a son propre "nuage". Etc... Cela intervient dans la valeur de leur charge, de leur masse,... à travers le mécanisme de renormalisation. La particule nue a une masse et une charge infinie, mais la particule habillée à la masse et charge physique. Toutefois.... la particule nue n'existe pas ! Ce n'est qu'une abstraction qui résulte du formalisme mathématique et seule la particule habillée a une existence physique, elle doit être vue comme un tout. Et pourtant......... le groupe de renormalisation montre une variation des constantes de couplage à très petite échelle. C'est d'ailleurs ce qui se passe avec l'interaction électrofaible (qu'on peut difficilement accuser d'être une spéculation théorique, elle est extrêmement bien validée) : à haute énergie, l'intensité du couplage EM et de l'interaction faible sont semblable et sont la même interaction, c'est sous cette énergie qu'on a le phénomène de brisure spontanée de symétrie. De même avec la diminution de l'interaction forte à courte distance (comporte asymptotique). Cela peut être vu comme une "pénétration du nuage de particules virtuelles" tout comme aller très près d'un atome neutre permet de "voir" la charge du proton. Ce qui redonne une réalité à ces particules.

    Bref, du point de vue interprétation, c'est vraiment un cauchemar. On peut vulgariser. C'est ce que je viens de faire. Mais pour interpréter au sens "réel ou pas" c'est une horreur.
    EDIT mon sentiment est aussi qu'il y a des difficultés à interpréter dans la mesure où nos concepts "en langue commune" de "réel", de "particule", et même "onde", etc... sont très mal adaptés à ce monde subatomique. Ce n'est que mon impression. J'aurais plus de mal à le justifier que ce que j'ai dit plus haut.
    Dernière modification par Deedee81 ; 30/05/2016 à 15h34.
    Keep it simple stupid

  30. #24
    bongo1981

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    EDIT mon sentiment est aussi qu'il y a des difficultés à interpréter dans la mesure où nos concepts "en langue commune" de "réel", de "particule", et même "onde", etc... sont très mal adaptés à ce monde subatomique. Ce n'est que mon impression. J'aurais plus de mal à le justifier que ce que j'ai dit plus haut.
    J'ai envie de rajouter dans un cas simple pour la vulgarisation : imaginons un électron entouré d'une paire de particules virtuelles : un électron et un positron.
    Le positron va s'annihiler avec l'électron originel (et pas l'électron issu de la particule virtuelle). Hop la paire disparaît, et l'électron originel disparaît, la particule virtuelle devient l'électron réel du départ.

  31. Publicité
  32. #25
    papy-alain

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    J'en arrive à me demander si je suis bien réel.
    Merci pour ces explications très détaillées, Deedee.
    Les météorites ne peuvent exister car il n'y a pas de pierres dans le ciel. Lavoisier.

  33. #26
    Nicophil

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Cette question lancinante résulte de la "seconde quantification" :
    Citation Envoyé par Quarkonium Voir le message
    Les particules virtuelles sont les objets que l'on obtient lorsque l'on quantifie les champs ("seconde quantification", la première étant la quantification du corps étudié). On obtient alors un champ quantifié, les quanta de ce champ étant des particules "virtuelles".

    Les champs d'interaction ne sont pas des objets palpables, on ne peut que constater leur action sur des systèmes observables.

    Le vide ne signifie pas l'absence de champs ; les différents champs connus de la physique sont toujours présents. Le vide correspond à l'absence d'excitations de tels champs, c'est-à-dire à l'absence de particules réelles. Mais tout ce que nous pouvons mesurer est la valeur moyenne d'énergie du vide (qui est zéro pour la majorité des champs, mais pas tous). La seule condition est donc qu'en moyenne, l'énergie du vide valle zéro. Il est donc tout à fait possible d'avoir des particules virtuelles qui apparaissent spontanément puis s'annihilent assez rapidement pour ne pas être observables (on notera quelques exceptions à cette non-observabilité, telles que l'effet Casimir, où les fluctuations du vide quantique ont une résultante non nulle sur l'expérience).
    La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.

  34. #27
    mmanu_F

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Salut,

    Citation Envoyé par didier941751 Voir le message
    En QFT, ce qui est physique, c'est le(s) champ(s), donc les particules réelles [...] "n'existent pas".
    C'est un bon point de départ. Voyons voir ce que l'on peut faire dire à cette proposition à partir d'une analogie avec la mécanique quantique (non-relativiste).

    Commençons par le cas le plus connu, l'atome d'Hydrogène, c'est-à-dire un électron sous l'influence électrique du noyau. La dynamique du système est décrite par un Hamiltonien, encodant l'énergie de l'électron. L'hamiltonien dépend de l'opérateur de position et sa quantité conjuguée, l'opérateur d'impulsion. L'hamiltonien est ainsi aussi un opérateur. Résoudre le problème consiste à chercher les états propres (les vecteurs propres ou encore les fonctions d'onde) et les valeurs propres correspondantes de cet opérateur :

    les valeurs propres sont identifiées aux niveaux d'énergie accessibles à l'électron et les vecteurs propres donnent la probablilité de trouver un électron à un endroit donné sachant qu'il a une énergie donnée par la valeur propre correspondante, c'est ce qu'on appelle les orbitales (atomiques).

    Maintenant, nous avons ce qu'il faut pour introduire ta proposition pour ce problème particulier. Je m'occuperai de justifier ensuite mes identifications dans la proposition correspondante :
    En mécanique quantique, ce qui est physique, c'est la position de l'électron (l'opérateur de position), donc les orbitales n'existent pas.

    Je te laisse seul juge...

    Rapprochons-nous de la théorie quantique des champs, en étudiant un autre problème en mécanique quantique non-relativiste : l'oscillateur harmonique. La seule chose qui change c'est l'énergie potentielle et par là l'hamiltonien. Le système se résoud aisément (dans le même sens que précédemment) en combinant nos opérateurs position et impulsion de manière particulière judicieuse pour faire apparaître des opérateurs de création et d'annihilation. Les valeurs propres de l'hamiltonien sont des multiples d'une fréquence fondamentale (à une constante près). Le nombre entier qui apparait ainsi est appelé le nombre de quanta, en accord avec la structure révélée par les vecteurs propres qui donnent une probabilité de présence localisée par petits paquets.

    Nous n'avons pas spécifié le système considéré (une molécules diatomique qui vibre, un électron dans un champ magnétique, des phonons, ...) et je ne vois pas d'intérêt particulier de répéter la proposition dans ce cas. Mais nous allons pouvoir généraliser au cas relativiste par la voie royale.

    La position est ramenée au même rang que le temps (relativité oblige) et perd son statut d'opérateur. C'est a présent un champ quantique qui va nous servir d'opérateur. On peut reprendre toute la discussion précédente en remplaçant position par champ et le tour est joué. La dynamique du champ est décrite par un opérateur hamiltonien (qui dépend du champ et de sa quantité conjuguée).

    Nous nous plaçons ici dans le cas le plus simple : le champ est libre, il n'y a pas d'interactions. Dans ce cas, la structure de l'hamiltonien est analogue au cas de l'oscillateur harmonique à une différence prềs, on a une inifnité d'oscillateur harmonique, un par valeur de l'impulsion et par polarisation. On peut utiliser le même truc pour résoudre le problème et obtenir le même type de solutions. Les valeurs propres de l'hamiltonien sont des multiples d'une fréquence fondamentale (à une constante infinie près ). On identifie naturellement ces paquets d'énergie comme étant des particules. Mais regardons les un peu plus dans le détail pour s'en assurer.

    Comme on a un oscillateur harmonique par valeur de l'impulsion, cette fréquence fondamentale (énergie) est reliée à l'impulsion par E = +(p2 + m2)1/2. On dit que la particule est "on-shell" ou dit encore autrement : c'est une particule réelle ! Les particules libres sont nécessairement réelles.

    En anticipant un peu, lorsqu'on regarde le problème plus intéressant (mais généralement pas soluble) de champs en interactions, on pourra constater que cette contrainte n'est pas nécessairement imposée, les particules correspondantes sont dites "off-shell" : ce sont des particules virtuelles. A l'ombre du principe d'incertitude quantique, elles ne sont pas tenues de respecter les règles relativistes.

    Mais revenons à notre théorie libre. Les valeurs propres de l'hamiltonien ne sont ici pas localisées dans l'espace, toujours pour la même raison : nos opérateurs de création sont labelisés par l'impulsion, ils créent ainsi des particules dans un état d'impulsion donné, les vecteurs propres de l'hamiltonien sont aussi états propres de l'impulsion (et pas de la position). Cependant, l'état propre de plus basse énergie à toutes les propriétés requises pour décrire une particule réelle de masse m, nous l'appelerons donc particule réelle.

    Je crois que nous y sommes (enfin, ce n'est pas la fin, ni même le début de la fin, mais peut-être la fin du début). Si tu ne t'es pas perdu en route, tu devrais sentir le lien que j'ai essayé de tracer entre ta proposition avec un champ quantique et une particule et ma proposition avec une position quantique et une orbitale.

    Je vais faire une petite pose avant de poursuivre sur les versions accélérées, les interactions, la dualité entre particules chargées en interaction faible et défauts topologiques monopolaires en interaction forte, et l'inutile complication de tous ces diagrammes redondants quand on a un amplituèdre.
    La voie ardue mais juste du révolutionnaire conservateur : bâtir en détruisant le minimum.

  35. #28
    invite06459106

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Merci de ta réponse,
    Je n'ai pas le temps ce soir, mais je la relirais avec attention demain, là en diagonale, ce qui me gêne, c'est de ne parler que de l'hamiltonien, de ce que je comprends, ce n'est pas un invariant relativiste, contrairement au lagrangien, en même temps je vois bien la prise en main pour amener à aller plus loin (et je me demande si ça va pas faire comme la pièce de théatre et faire un bug dans ma p'tite tête).
    Ce que je tire de ma lecture en "diagonale" (il me faudra plusieurs relectures...) c'est que ce qui compte c'est la modélisation de "l' inter-action" d'un champ (ou une infinité, superposition des champs) qui elle est mesurable, et le chemin (pas de Feynman) est un outil pour y arriver, l'important étant la mesure, donc appeler ce chemin "échange de particules virtuelles" même si inobservable n'est qu'un modèle, du coup, réelle ou virtuelle, c'est "kif_kif".
    C'est une réaction à chaud, et précipitée...demain, en me relisant, je me dirais sûrement, mais quel con....bah pas grave, même si c'est mieux de réfléchir avant de répondre, dès fois jeter sa pensée brut de fonderie permet de voir à postèriori sa bêtise (et comme j'ai pas honte...) et de plus te montrera toutes mes lacunes et éventuellement t'adapter...bon courage, faut partir de loin.
    Merci encore.

  36. #29
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Salut,

    Citation Envoyé par bongo1981 Voir le message
    J'ai envie de rajouter dans un cas simple pour la vulgarisation : imaginons un électron entouré d'une paire de particules virtuelles : un électron et un positron.
    Le positron va s'annihiler avec l'électron originel (et pas l'électron issu de la particule virtuelle). Hop la paire disparaît, et l'électron originel disparaît, la particule virtuelle devient l'électron réel du départ.
    Ca me rappelle aussi les échanges de particules identiques (avec des effets physiques, l'énergie d'échange, qui explique le ferromagnétisme). Avec l'histoire du petit démon qui échange les deux particules pendant que tu ne regardes pas (analogie souvent citée pour expliquer la différence entre particules indiscernables et objets macroscopiques identiques). Ca m'a toujours pris le chou et vulgariser ça de manière claire est pénible.

    Désolé pour ce petit glissement non de paradigme mais de sujet
    Keep it simple stupid

  37. #30
    invite06459106

    Re : Le vide basique / le vide quantique

    Citation Envoyé par mmanu_F Voir le message
    ....
    Désolé mmanu_f, j'ai lu ton post avec un truc que je trouve "paradoxal", qui est dans mon post#7, du coup, j'ai essayé d'y trouver réponse sans analyser ton texte.....
    Je n'arrive à me vider la tête de ce "paradoxe".
    Je m'explique:
    On prend un observateur inertiel dans Minkwoski, et un second en rotation autour du 1er, le second dit au 1er: "je vais envoyer une particule à telles coordonnées, celle ci va entrer en collision avec une autre particule (que le second observe "réellement", effet Unruh) et on va pouvoir comparer nos mesures de la collision.
    Le 1er observateur va lui répondre: "bah bonne chance, parce que à telles coordonnées (et comme les autres), moi je ne vois que des champs à état minimal, aucune particule.

    Le 1er obs verra la particule envoyée parcourir son espace-temps sans encombre, alors que le 2ème verra une jolie gerbe dans son espace-temps.

    Comme les paradoxes viennent d'une incompréhension, la mienne est sûrement toute bête, mais là je sèche...
    Une chose est sûre, là où j'avais raison, c'est que:

    Citation Envoyé par didier941751 Voir le message
    demain, en me relisant, je me dirais sûrement, mais quel con...

    Bref, si on pouvait me décoincer,.

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