Photons et champ electromagnétique.

[invite46a4e601]

Salut à tous,

J'ai une incompréhension concernant le photon.
Au fait ,j'ai compris que le photon correspond à un quantum d'excitation des modes propres du champ électromagnétique. Cependant , ce quantum d'excitation que l'on appelle photon n'a une existence propre que dans l'espace de Fourier à priori.


Ma question est :comment le photon peut il être vu comme une particule existant dans l'espace réel?

Je connait un peu de Theorie quantique des champs et je sais que les particules sont vu de la même façon quand se sont des bosons. Et je crois que le champ quantique appliqué sur le vide peut être vue comme la création d'une particule.
Suis je sur la bonne voie? Est ce que le champ quantique est celui du potentiel vecteur dans ce cas?

Merci pour toutes vos futures réponses
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[Karibou Blanc]

Et je crois que le champ quantique appliqué sur le vide peut être vue comme la création d'une particule.
Suis je sur la bonne voie? Est ce que le champ quantique est celui du potentiel vecteur dans ce cas?

Oui. et oui.

Au fait ,j'ai compris que le photon correspond à un quantum d'excitation des modes propres du champ électromagnétique. Cependant , ce quantum d'excitation que l'on appelle photon n'a une existence propre que dans l'espace de Fourier à priori.

En fait un photon est par définition un quantum d'excitation du champ EM pour un mode donné, cad pour une impulsion fixée à une certaine valeur k (quadri-vecteur) et une polarisation donnée (droite ou gauche). Si tu regardes bien à quoi le champ ressemble lorsqu'il n'y a que 1 photon dans l'espace réel, tu obtiens une onde plane. Or les ondes planes n'existe jamais strictement dans la nature, ce sont des états qui asymptotique vers lesquels les vrais etats du champ EM tentent lorsqu'on s'éloigne des sources du champ EM (ie des charges et courants électriques). Dans la pratique il est souvent très facile d'obtenir une situation ou on étudie le champ éloigné de toutes sources (significatives), et on peut à ce moment la parler d'ondes planes comme étant des ondes physiques et parler d'UN SEUL photon prend alors un réel sens physique. Dans le cas contraire, un état du champ ne peut avoir seulement un photon, car cela correspondrait une amplitude du champ uniforme dans l'espace, or ca ne peut etre le cas si il y a une source à proximité. Un état physique du champ doit contenir nécessaire plusieurs photon qui "interférent" entre eux pour former ce qu'on appelle un paquet d'onde.


KB

[Karibou Blanc]

Cependant , ce quantum d'excitation que l'on appelle photon n'a une existence propre que dans l'espace de Fourier à priori.

Donc d'apres ce que je disais, loin des sources la photon a une existence physique dans l'espace reel car, le champ peut se trouver dans un état où il ne contient qu'un seul photon. Dans le cas contraire, le photon doit etre seulement vu comme le quantum d'énergie insécable qui est échangé lorsqu'il y a interaction du champ EM avec la matière.

[Thwarn]

Bonjour,

Pour reposer un probleme qui a surgi dans le topic Champs magnetique, comment (ou peut-on) décrir un champs B statique, par exemple créé par un électron ayant une vitesse uniforme?

Merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[Karibou Blanc]

comment (ou peut-on) décrir un champs B statique, par exemple créé par un électron ayant une vitesse uniforme?

De la meme facon qu'on calcule le champ magnétique statique créée par un courant constant circulant dans un fil infini, a priori.

[invite46a4e601]

Merci bcp Karibou!!!!!!

[Thwarn]

De la meme facon qu'on calcule le champ magnétique statique créée par un courant constant circulant dans un fil infini, a priori.

Oups, j'ai oublié de préciser que je voulais décrire ce champs statique avec des photons (ou alors tu l'as deviné et tu y as deja repondu... )

[deep_turtle]

C'est pas si évident de décrire des champs statiques avec des photons. ça se faitt avec des états cohérents, qui sont des superpositions (au sens quantique) d'états ayant des nomrbes de photons différents (l'expression "états cohérents" est la plus appropriée pour une recherche google à mon avis).

[gatsu]

C'est pas si évident de décrire des champs statiques avec des photons. ça se faitt avec des états cohérents, qui sont des superpositions (au sens quantique) d'états ayant des nomrbes de photons différents (l'expression "états cohérents" est la plus appropriée pour une recherche google à mon avis).

"états quasi-classiques" ça doit marcher aussi non?

[Floris]

C'est pas si évident de décrire des champs statiques avec des photons. ça se faitt avec des états cohérents, qui sont des superpositions (au sens quantique) d'états ayant des nomrbes de photons différents (l'expression "états cohérents" est la plus appropriée pour une recherche google à mon avis).

Bonjours deep, tu veux dire qu'on peut décrire un champ électrique ou magnetique statique de façon quantique? Alors là j'ai du mal à voir comment cela est possible. Veux tu dire que l'on peut utiliser une transphormer de fourier pour parvenir à cela? mais si tels est le cas ce n'est qu'une grossière aproximation non?

Enfin je dis surement des betises n'étant pas un éxpert.
Bien amicalement
flo

[gatsu]

Veux tu dire que l'on peut utiliser une transphormer de fourier pour parvenir à cela?

Non, deep a bien précisé qu'il fallait faire une sommation sur des états quantique de telle sorte à obtenir un état dit "cohérent " qui comme je l'ai d'ailleur précisé après est aussi souvent appelé "quasi classique" pour les oscillateurs harmoniques (même si ça doit être plus compiqué que pour un oscillateur harmonique l'idée doit etre a peu près la même). C'est une somme particulière qui permet presque de faire un objet "macroscopique" à partir de la quantique. Par exemple si tu veux faire un "chat de schrodinger"' en théorie tu utilises ce type d'état.