Réflexion sur la vitesse de la lumière

[invite242c100d]

Bonjours à tous !

Tout d'abord, je précise que je mes notions de physiques sont assez limitées (je suis biologiste à la base).
Vous devez certainement connaître le libre d'Albert Einstein : La relativité. Si non, je vous le conseil. Il est très très claire et très simple à lire ! En tant que non physicien, je l'ai trouvé très instructif. De ce livre, j'ai pu m'initier à la relativité restreinte.

La vitesse de la lumière est la même quel que soit le référentiel que l'on considère. A ce que j'ai compris, cette affirmation est vrai à la fois pour des raisons "théorique" (les lois de la nature restent les mêmes quelque soit le référentiel considéré), mais aussi pratique (différentes expériences le montrent avec précision). Cette première raison théorique me titille car elle ne m'apparaît pas comme une vrai raison. Après tout, ce ne sont pas les phénomènes qui découlent des lois mais les lois qui découlent des phénomènes, et, chaque phénomène est en droit de remettre en cause une loi.

Imaginons une ligne de train en ligne droite qui fait plus de 300 000 km. Sur cette ligne est placé deux repères quelconques (par exemple deux panneaux). La distance entre ces deux repères, vous l'aurez deviné, elle fait 300 000 km. Sur le bas coté de la ligne de train, juste au premier repère, il y a une lampe capable de projeter de la lumière parallèlement au rail, tout au long de celui ci. De plus, sur la ligne elle même, il y a un train qui avance à une vitesse de 1000 km (par exemple). Cet train porte lui aussi une lampe capable de projetter de la lumière le long de la voie.
Lorsque le train arrive au niveau du repère, il déclenche un système mécanique qui fait que, simultanément et au même niveau, les deux lampes vont émettre deux flashes lumineux qui iront, quelques instants plus tard percuter des récepteurs au niveau du deuxième repère. La logique voudrait que le flash issu du train frappe en premier son récepteur, à cause de l'additivité des vitesses vu par Galilée. L'expérience montre que les deux rayons arrivent au même instant au niveau du deuxième repère. Cela a alors permit d'établir la théorie de la relativité restreinte.

Pour expliquer ce phénomène, Einstein imagina que l'espace et le temps étaient capable de se déformer, et qu'ils n'étaient pas les mêmes d'un système à l'autre. Par exemple, une seconde dans une voiture en mouvement ne correspond pas exactement à une seconde sur la route. D'où le paradoxe bien connu des jumeaux.

Je cherche pas spécialement à révolutionner la physique, mais, je suis plutôt sceptique, si ce n'est au moins curieux. Et s'il y avait une deuxième manière de voir les choses ? On peut imaginer au moins un cas où la lumière aurait une vitesse constante quelque soit le référentiel.
Et si, lorsqu'il y a émission de photon suite à une phénomène quantique quelconque, il y a un "passage", ou une "porte", une "fenêtre", bref, une ouverture qui se crée. Cette ouverture laisserait entrer librement des photons. Par librement, je parle qu'elle n'altère pas le mouvement des photons. Ceux ci conservent alors leurs vitesses... Par "n'altère pas", j’entends qu'elle n'agit en rien sur les photons. Un peu comme une fenêtre ouverte n'as pas d'influence sur le passage d'un ballon de foot à l'intérieur.

L'idée est que les photons issus de notre train et du talus viennent d'un même endroit. Dans cet endroit, les photons se déplacent librement à une même vitesse dans toutes les directions. Lorsque l'on allume les lampes, une ouverture se créée vers cet endroit, certaines particules de lumières rentre dedans pour se retrouver à se balader le long de la ligne de train. Mais, cette fenêtre ouverte n'alterant pas leur passage, les photons n'ont absolument pas conscience que la fenêtre étaient en mouvement ou non. Ils se déplacent donc a la même vitesse le long de la ligne et frappe au même moment les repères.

C'est une interprétation des choses un peu fantaisistes, certes, mais, elle à le mérite de pas heurter l'esprit d'un non physicien comme moi. A mon humble avis, elle doit venir titiller une ou deux lois physiques, et contredire une bonne centaine d'expériences. Mais, j'ai le privilège de ne pas les connaître (donc de pas être choqué), ce qui fait que je peux vous poser la question : est-ce si invraisemblable que cela ?

Chrysander
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[mamono666]

salut,

il y a quelque chose que je trouve bizarre dans ton hypothese. Si le train se trouve dans le vide, la vitesse de la lumiere est c. Mais si le train est dans l'air, la vitesse est legerement inferieur à c. Or ils sortent tous d'un endroit où ils ont la meme vitesse.

Ca voudrait dire que avant d'etre crée, les photons doivent savoir dans quel milieu ils vont se propager pour adapter leur vitesse... :-/

[invite242c100d]

Si je me souviens bien de mes cours de première, la variation de la vitesse de la lumière d'un milieu à l'autre est due à l'interaction avec les atomes. Dit autrement, ils sont ralentis par la matières. Donc, quand ils sont crées, ils rencontrent la matières et sont ralentis. Ils "n'adaptent" pas leurs vitesses.

[mamono666]

ah oui, dsl, j'ai parlé trop vite

[A voir en vidéo sur Futura]

[mamono666]

En fait, je ne suis pas tant choqué. Puisqu'on dit que les photons sont crées sans plus de détails....Par exemple un electron va passer d'un état à un autre et il va liberer un photon. On ne décrit pas plus le phénomene...alors pourquoi pas une "porte".

Mais des physiciens des particules pourraient certainement mieux répondre

[invite242c100d]

Oui ! on ne décrit jamais comment des particules peuvent changer. Surtout que et le photon, et l'électron sont censé être indivisible. Avec ce système de porte, on peut imaginer des échanges de particules d'un "univers" à l'autre.

Ce que j'ai mal dit, c'est que ce système implique au niveau de la relativité restreinte que l'espace n'est plus courbe mais parfaitement plat !

[Calvert]

Ce que j'ai mal dit, c'est que ce système implique au niveau de la relativité restreinte que l'espace n'est plus courbe mais parfaitement plat !

En relativité restreinte, l'espace est plat. Ce n'est qu'en relativité générale qu'il peut être courbe.

[invitefd2dbdcd]

Bonsoir,

Si je me souviens bien de mes cours de première, la variation de la vitesse de la lumière d'un milieu à l'autre est due à l'interaction avec les atomes.

...

Dit autrement, ils sont ralentis par la matières. Donc, quand ils sont crées, ils rencontrent la matières et sont ralentis.

ce n'est pas la meme chose,les photons vont toujours a c meme si l'onde EM est ralentie par le mileu qu'elle traverse.

...

Ils "n'adaptent" pas leurs vitesses.

je suis d'accord...ils sont déjà au taquet....dés leur émissions(impulsion)

cordialement,

[mach3]

le photon n'est qu'une des facettes de la lumière qui est aussi une onde électromagnétique, il ne faut pas l'oublier. La création d'une onde électromagnétique est facile à comprendre, il suffit de voir les variations des champs électriques et magnétiques générée par des électrons oscillants.

Le photon n'est qu'une excitation du champ électromagnétique, il n'y a guère de mystère dans son apparition ou son absorption au cours de phénomènes physiques, inutile d'ajouter l'hypothèse ad-hoc d'un "monde parallèle peuplé de photons"

Par ailleurs, l'invariance de la vitesse de la lumière ne s'applique pas qu'aux photons. Toute particule dénuée de masse se déplace à c quelque soit le référentiel. c est une vitesse limite avant d'être celle de la lumière.

m@ch3

PS:

ce n'est pas la meme chose,les photons vont toujours a c meme si l'onde EM est ralentie par le mileu qu'elle traverse.

très juste, cela rejoint ce que je dis, la lumière ne s'interprete pas qu'en terme de photons...

[invitea29d1598]

bonjour,

C'est une interprétation des choses un peu fantaisistes, certes, mais, elle à le mérite de pas heurter l'esprit d'un non physicien comme moi. A mon humble avis, elle doit venir titiller une ou deux lois physiques, et contredire une bonne centaine d'expériences. Mais, j'ai le privilège de ne pas les connaître (donc de pas être choqué), ce qui fait que je peux vous poser la question : est-ce si invraisemblable que cela ?

ton explication repose sur l'existence d'un truc pas observable, elle a donc de fortes chances d'être en accord avec les observations. Et c'est d'ailleurs le cas car tu ne fais intervenir qu'un seul observateur : celui qui est dans le train. Tu ne remets pas en cause un des principes de la relativité restreinte, tu te contentes de le réinterpréter. Mais faut bien comprendre que dans le principe de l'invariance de c, il y a 2 ingrédients :

- le fait qu'étant donné un observateur muni d'une source lumineuse, la vitesse de la lumière est la même indépendament de la vitesse de la source par rapport au milieu de propagation de la lumière

- le fait que cette vitesse de propagation garde la même valeur pour tous les observateurs indépendament de leur vitesse par rapport à la source

ton image joue sur le premier truc, pas le deuxième. Or c'est lui (via l'utilisation de plusieurs observateurs) qui implique le besoin de remettre en cause la notion de temps absolu (indépendant de l'observateur) et tout ce qui en découle...

[Pio2001]

Tout-à-fait d'accord avec Rincevent.

Tes deux flashes vont à la même vitesse. Ton hypothèse rend compte de ce phénomène.

Cependant, si un train arrive en sens inverse à la vitesse v, il verra les photons venir vers lui à la vitesse de c. Ton hypothèse n'explique pas cela ! Dans ton exemple, il devrait les voir venir à c+v, ce qui n'est pas le cas en pratique.

[invitea774bcd7]

il devrait les voir venir à c+v

Non. Cela a déjà été dit mais la loi de composition des vitesses change pour des vitesses proches de celle de la lumière.
Quand tu écris c+v, i.e. une composition des vitesses tout simplement additive, ce n'est qu'une approximation d'une règle plus générale pour des vitesses v<<c.

[invite9c9b9968]

Salut guerom00,

Si tu relis le message de Pio, c'est exactement ce qu'il dit...

[invitea774bcd7]

C'est vrai, j'ai mal lu…

Je vais me coucher…

[invite242c100d]

Cependant, si un train arrive en sens inverse à la vitesse v, il verra les photons venir vers lui à la vitesse de c. Ton hypothèse n'explique pas cela ! Dans ton exemple, il devrait les voir venir à c+v, ce qui n'est pas le cas en pratique.

C'est vrai ! je n'avais pas pensé à ce cas de figure qui casse ma superbe théorie ^^.

[invite41637508]

J'ai une question ...à la place de créer une nouvelle dicution, je vais la poser ici.

Si on lance une balle a 10m/s d'un train allant a 15m/s , la balle ira a 25m/s

Faisons ceci avec la lumière. Train (TGV) allant à 100m/s . On ouvre une lumière sur ce train.

La lumière irait-elle au delà de la vit lum. Si la réponse est non(ce qu'elle semble l'être), où va l'énergie en surplus de celle que donne le train en avancant rapidement.

[invite9c9b9968]

Hello,

Les lois définissant l'énergie en fonction de la vitesse changent en relativité

[invitea08bfa58]

Bonjour.

J'ai lu (ou plutôt parcouru) le livre L'encyclopédie des Fourmis, de Bernard Werber (livre que je conseille à tout le monde par aileurs), et dans lequel j'ai trouvé une formule répondant au doux nom de : "Formule de la Relativité Restreinte d'Einstein". Cette formule indique ceci :



étant le temps vécu à l'intérieur, par exemple, d'un receptacle se déplaçant à une vitesse .
représente la vitesse de la lumière.
représente le temps s'écoulant à l'extérieur du réceptacle en question.

Et de quoi on s'aperçoit pas ?

Si , alors , d'où le contenu de la racine sera nul ou inférieur à zéro.

Il vient que l'on ne peut pas dépasser la vitesse de la lumière.

Merci de votre attention,
Mikro.

[invite2237ec62]

il y a un "passage", ou une "porte", une "fenêtre", bref, une ouverture qui se crée. Cette ouverture laisserait entrer librement des photons. Par librement, je parle qu'elle n'altère pas le mouvement des photons. Ceux ci conservent alors leurs vitesses... Par "n'altère pas", j’entends qu'elle n'agit en rien sur les photons. Un peu comme une fenêtre ouverte n'as pas d'influence sur le passage d'un ballon de foot à l'intérieur.

L'idée est que les photons issus de notre train et du talus viennent d'un même endroit. Dans cet endroit, les photons se déplacent librement à une même vitesse dans toutes les directions. Lorsque l'on allume les lampes, une ouverture se créée vers cet endroit, certaines particules de lumières rentre dedans pour se retrouver à se balader le long de la ligne de train. Mais, cette fenêtre ouverte n'alterant pas leur passage, les photons n'ont absolument pas conscience que la fenêtre étaient en mouvement ou non. Ils se déplacent donc a la même vitesse le long de la ligne et frappe au même moment les repères.

C'est une interprétation des choses un peu fantaisistes, certes, mais, elle à le mérite de pas heurter l'esprit d'un non physicien comme moi. A mon humble avis, elle doit venir titiller une ou deux lois physiques, et contredire une bonne centaine d'expériences. Mais, j'ai le privilège de ne pas les connaître (donc de pas être choqué), ce qui fait que je peux vous poser la question : est-ce si invraisemblable que cela ?

Chrysander

Pour te consoler,

ton idee n'est pas si fantaisiste que sa, il y a une etrange ressemblance avec la notion d'ether qui est completement disparu devant la RR.

[chaverondier]

Il y a une etrange ressemblance avec la notion d'ether qui a completement disparu au profit de la RR.

En fait, ce que l'invariance relativiste a fait disparaitre, ce n'est pas l'éther proprement dit (la Relativité Restreinte en définit toutes les propriétés quand on en adopte la métaphore pour se représenter les effets relativistes), mais la possibilité de mesurer la vitesse de l'observateur par rapport à l'éther.

La vitesse de l'observateur par rapport à l'éther est à classer dans la même catégorie que la phase (absolue) de la fonction d'onde. Elle est inobservable, et donc, du moins tant que c'est le cas, dénuée de signification physique. Par contre, bien qu'elle soit elle aussi inobservable, la fonction d'onde est commode pour faire des calculs en mécanique quantique (alors qu'on peut se passer complètement de la métaphore de l'éther pour faire tous les calculs relativistes usuels).

A noter tout de même une approche intéressante de la modélisation de l'équation de Dirac en présence d'un champ gravitationnel dans le cadre d'un éther en http://fr.arxiv.org/abs/gr-qc/0512046 : "Dirac equation from the Hamiltonian and the case with a gravitational field" Author: Mayeul Arminjon ; Found. Phys. Lett. 19 (2006) 225-247

Un avantage non négligeable de cette approche est qu'elle conduit à une solution unique pour modéliser l'équation de Dirac en présence d'un champ gravitationnel statique. Elle se fonde sur une interprétation du principe de correspondance classique/quantique précédée d'une factorisation algébrique de la relation respectée par l'Hamiltonien classique associé à l'équation de Dirac.

"Starting from an interpretation of the classical-quantum correspondence, we derive the Dirac equation by factorizing the algebraic relation satisfied by the classical Hamiltonian, before applying the correspondence."

Je sais que ça va en surprendre plus d'un, mais la modélisation proposée ne nécessite pas le recours aux transformations spinorielles de la fonction d'onde. Une transformation 4_vectorielle la remplace.

"To use the equation in the static-gravitational case, we need to rewrite it in more general coordinates. This can be done only if the usual, spinor transformation of the wave function is replaced by the 4-vector transformation"

A noter que la formulation Hamiltonienne sur laquelle se base cette proposition de modélisation de l'équation de Dirac permet d'éviter le recours à l'hypothèse d'invariance des matrices de Dirac (invariance a priori sans signification physique). Elle conduit cependant à une solution unique qui s'avère bien Lorentz-covariante en espace-temps plat.

"We show that the latter also makes the flat-space-time Dirac equation Lorentz-covariant, although the Dirac matrices are not invariant. Because the equation itself is left unchanged in the flat case, the 4-vector transformation does not alter the main physical consequences of that equation in that case"

En ce qui me concerne, après avoir été profondément étonné (voir même sceptique) quant à la possibilité de ne pas faire jouer un rôle fondamental aux transformations spinorielles pour obtenir l'équation de Dirac, j'ai trouvé la lecture de ce papier extrêmement intéressante (bien que je n'ai pas tout compris). On notera en particulier que cette proposition est réfutable. Elle ne conduit pas aux mêmes résultats prédictifs que l'extension standard de l'équation de Dirac en présence d'un champ gravitationnel statique.

"However, the equation derived in the static-gravitational case is not equivalent to the standard (Fock-Weyl) gravitational extension of the Dirac equation."

[invite7ce6aa19]

En fait, ce que l'invariance relativiste a fait disparaitre, ce n'est pas l'éther proprement dit (la Relativité Restreinte en définit toutes les propriétés quand on en adopte la métaphore pour se représenter les effets relativistes), mais la possibilité de mesurer la vitesse de l'observateur par rapport à l'éther.

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l'idée d'ether est d'être une substance de référence dans laquelle se propagerait les ondes. La RR d'Einstein est en contradiction avec l'idée d'ether. Donc il n'y a pas d'ether.

La vitesse de l'observateur par rapport à l'éther est à classer dans la même catégorie que la phase (absolue) de la fonction d'onde. Elle est inobservable, et donc, du moins tant que c'est le cas, dénuée de signification physique. Par contre, bien qu'elle soit elle aussi inobservable, la fonction d'onde est commode pour faire des calculs en mécanique quantique (alors qu'on peut se passer complètement de la métaphore de l'éther pour faire tous les calculs relativistes usuels).

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Si l'éther n''existe pas, par contre la phase d'une fonction d'onde existe bel et bien. La base de la base de la MQ c'est justement de travailler avec des fonctions de carrés sommables à valeur dans le corps des complexes. Comme la fonction est normée on peut suivre l'évolution de la phase qui parcourt un cercle de rayon unité.
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La densité de probabilité ne dépend pas de la phase mais dans une expérience d'interférence on peut réveler la phase et son évolution sous l'influence d'un potentiel vecteur (avec champ magnétique nul). Voir effet Aharanov-Bohm

[chaverondier]

L'idée d'éther est d'être une substance de référence dans laquelle se propageraient les ondes. La RR d'Einstein est en contradiction avec l'idée d'éther. Donc il n'y a pas d'éther.

Disons plus précisément pas de possibilité de mesurer sa vitesse. Quand on se place dans la métaphore de l'éther, on peut même dire que l'invariance relativiste (l'invariance des lois de la physique vis à vis des actions du groupe de Poincaré réduit (1)) s'exprime par l'impossibilité de mesurer

• la position de l'observateur par rapport à l'éther (milieu homogène)
• l'instant d'observation par rapport à l'éther, cad l'age de l'éther (milieu stationnaire)
• l'orientation de l'observateur vis à vis de l'éther (milieu isotrope)
• la vitesse de l'observateur vis à vis de l'éther (boost-invariance)

Bref, dans la métaphore de l'éther, la Relativité Restreinte exprime les propriétés de symétrie de ce milieu supposé de propagation des ondes quantiques (2). Cette interprétation consiste en fait à céder à la tentation (très forte il est vrai. Einstein, Podolski et Rosen eux-mêmes ont cédé à cette tentation et se sont fait un peu remettre à leur place par l'expérience d'Alain Aspect) d'interpréter les effets observables (de façon répétable) comme représentatifs des propriétés d'éléments d'une réalité objective (3).

L'éther n'existe pas. Par contre la phase d'une fonction d'onde existe bel et bien. La base de la base de la MQ c'est justement de travailler avec des fonctions de carré sommable à valeur dans le corps des complexes. Comme la fonction est normée on peut suivre l'évolution de la phase qui parcourt un cercle de rayon unité.

On peut seulement mesurer une phase relative, au même titre qu'on peut seulement mesurer une vitesse relative. La phase d'une fonction d'onde n'est pas plus observable que la vitesse d'un observateur par rapport à l'éther.

• Dans le cas de la relativité restreinte, en l'interprétant dans le cadre de la métaphore de l'éther, l'inobservabilité de la vitesse de l'observateur vis à vis de l'éther exprime la propriété de boost-invariance relativiste.
• dans le cas de la MQ, l'inobservabilité de la phase (absolue) de la fonction d'onde exprime l'invariance de phase.

La densité de probabilité ne dépend pas de la phase mais dans une expérience d'interférence on peut révéler la phase et son évolution sous l'influence d'un potentiel vecteur (avec champ magnétique nul). Voir effet Aharanov-Bohm

L'effet Aharonov Bohm magnétique ne permet pas d'observer la phase de l'électron. Il consiste en l'observation (4) de l'effet d'une modification de la différence de phase entre les deux chemins possibles de passage de l'électron autour d'un solénoide (créant un champ magnétique) et non en l'observation d'une phase absolue de la fonction d'onde de l'électron. Cet effet se traduit par un décalage des franges d'interférence d'un électron avec lui-même. Il se manifeste lorsque l'on met en place un champ magnétique entre les deux chemins (pouvant être suivis par l'électron) destinés à interférer (d'une façon similaire à l'expérience d'interférence des franges de Young).

Ce qui a surpis dans cet effet, c'est surtout le fait qu'elle semble donner plus de signification physique qu'on ne le pensait au potentiel vecteur du champ électromagnétique mettant ainsi clairement en évidence les effets, baptisés de non locaux, propres à la mécanique quantique. En effet, l'influence du champ électromagnétique se fait sentir dans une zone où ce dernier est nul. Cela montre que l'on doit accorder une signification physique au potentiel vecteur du champ électromagnétique et non à la seule valeur locale de sa dérivée extérieure (le tenseur de Maxwell qui lui est associé).

Nota : aussi intéressante soit-elle, la présente discussion me semble beaucoup moins intéressante (5) que la dérivation, proposée par Mayeul Armijon, pour l'équation de Dirac en présence d'un champ gravitationnel statique.

(1) Je laisse tomber volontairement les symétries P et T modélisées par la Relativité Restreinte (puisque respectées par la métrique de Minkowki invariante par les actions du groupe de Poincaré complet). De toutes façons elles ne sont pas parfaitement vérifiées (violation de la symétrie P et de la symétrie T par la désintégation du Kaon neutre), contrairement à la boost-invariance. Cette dernière tient très bien le coup depuis plus d'un siècle.

(2) Interprétées comme champ physique distribué sur l'espace-temps, cad (je suppose) comme section d'un fibré sur une variété pseudo-Riemanienne 4D modélisant l'espace-temps et satisfaisant à certaines propriétés de symétrie (invariance de jauge) modélisées par une connexion appropriée (du moins, je suppose toujours, tant qu'on ne cherche pas à quantifier la gravitation).

(3) cad d'une réalité extérieure à l'observateur possédant des propriétés indépendantes de l'observateur et de l'acte d'observation (et effectivement, cette façon de voir les chose entre en conflit avec le principe de causalité relativiste au niveau interprétatif dès qu'on l'applique à la fonction d'onde et à la mesure quantique).

(4) découlant mathématiquement du fait que la circulation (l'intégrale de chemin) d'un 4-potentiel vecteur irrotationnel (cad de dérivée extérieure = tenseur de Maxwell nul) dépend quand même du chemin suivi si le domaine où la condition de nullité du rotationnel est vérifiée est non simplement connexe.

(5) et ce d'autant plus que, si on creuse un peu, on constate qu'il s'agit bien plus de sémantique que de physique. Ether or not ether, tant qu'on reste dans le cadre de la relativité restreinte, ça change quoi de choisir une image plutôt qu'une autre ? C'est avant tout une affaire de goût. On aime ou on n'aime pas.

[invite7ce6aa19]

On peut seulement mesurer une phase relative, au même titre qu'on peut seulement mesurer une vitesse relative. La phase d'une fonction d'onde n'est pas plus observable que la vitesse d'un observateur par rapport à l'éther.

.
Tu mélanges des choses par manque de simplicité.
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1- La coordonnée d'un point x fait référence a une origine de coordonnée
2- Le phase d'une onde (classique ou quantique) a une origine de phase.
3- La vitesse en RR n'a pas d'origine telle que l'éther.

Dans 1 et 2 on peut "voir" ou penser l'origine ce qui n'est pas le cas de 3.
.

[*]dans le cas de la MQ, l'inobservabilité de la phase (absolue) de la fonction d'onde exprime l'invariance de phase.

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Pour mesurer une coordonnée ou une phase il faut par construction une référence. Donc les mesures de coordonnées et de phase sont automatiquement relatives. une origine des coordonnées en soi n'a pas de sens.
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Que veut-tu dire par invariance de phase?

Ce qui a surpis dans cet effet, c'est surtout le fait qu'elle semble donner plus de signification physique qu'on ne le pensait au potentiel vecteur du champ électromagnétique mettant ainsi clairement en évidence les effets, baptisés de non locaux, propres à la mécanique quantique.

Cette interaction est franchement locale et vaut tout simpement q.A(r,t)

Le caractère non local des interactions n'est pas le propre de la MQ. Non local veut dire dépendant d'un voisinage cad des dérivées.

En effet, l'influence du champ électromagnétique se fait sentir dans une zone où ce dernier est nul. Cela montre que l'on doit accorder une signification physique au potentiel vecteur du champ électromagnétique et non à la seule valeur locale de sa dérivée extérieure (le tenseur de Maxwell qui lui est associé).

;
Cela veut dire que la grandeur pertinente, en MQ, c'est le potentiel vecteur.

[chaverondier]

1- La coordonnée d'un point x fait référence a une origine de coordonnée
2- Le phase d'une onde (classique ou quantique) a une origine de phase.
3- La vitesse en RR n'a pas d'origine telle que l'éther.
Dans 1 et 2 on peut "voir" ou penser l'origine ce qui n'est pas le cas de 3.

On peut voir ou penser l'origine tout aussi bien. L'origine de vitesse en question consiste en un choix de référentiel inertiel privilégié.

Pour mesurer une coordonnée ou une phase il faut par construction une référence. Donc les mesures de coordonnées et de phase sont automatiquement relatives. Une origine des coordonnées en soi n'a pas de sens.

Le fait que cela n'ait pas de sens est une autre façon d'exprimer l'invariance des lois de la physique par translation spatiale.

Que veux-tu dire par invariance de phase?

L'invariance des statistiques des résultats de mesure quantique par rotation de la phase de l'état quantique du système considéré. C'est une symétrie comme une autre.

Cette interaction est franchement locale et vaut tout simpement q.A(r,t)

A(r,t) n'est pas définie de façon unique. Elle n'est définie qu'à une invariance de jauge près (laquelle se traduit par le fait que toutes ces jauges ont le même tenseur de Maxwell associé). Du coup, la cause du phénomène mis en évidence par l'expérience d'Aharonov Bohm magnétique (modélisée de façon univoque par ce tenseur) a bien une action non locale puisque le champ de tenseurs de Maxwell est nul à l'endroit où son action se fait sentir.

Le caractère non local des interactions n'est pas le propre de la MQ. Non local veut dire dépendant d'un voisinage cad des dérivées.

La non localité quantique (bien que le terme soit sujet à caution car il découle d'une interprétation objective de la fonction d'onde et de sa réduction, tentante, mais pas forcément pertinente) est plus délicate que ça (cf la violation des inégalités de Bell).

Cela veut dire que la grandeur pertinente, en MQ, c'est le potentiel vecteur.

Peut-être, bien qu'il ne soit pas plus directement observable que l'éther (l'invariance de jauge jouant, vis à vis du potentiel vecteur, le même rôle que la la boost-invariance vis à vis de l'éther).

[invite7ce6aa19]

Le fait que cela n'ait pas de sens est une autre façon d'exprimer l'invariance des lois de la physique par translation spatiale.

.
Il y a une chose, pour donner la coordonnée d'un point il faut une origine.
Si une loi est vrai en tous points, cad invariable par translation spatiale, cela n'est en rien une conséquence d'un choix de système de coordonnée.

A(r,t) n'est pas définie de façon unique. Elle n'est définie qu'à une invariance de jauge près (laquelle se traduit par le fait que toutes ces jauges ont le même tenseur de Maxwell associé). Du coup, la cause du phénomène mis en évidence par l'expérience d'Aharonov Bohm magnétique (modélisée de façon univoque par ce tenseur) a bien une action non locale puisque le champ de tenseurs de Maxwell est nul à l'endroit où son action se fait sentir.

;
L'électron réagit au potentiel vecteur A(r,t) au point (r,t) que les champs B ou E soient nuls ou pas en ce point. Plus subtilement c'est l'intégrale sur le chemin de A(r,t) qui compte. Dans certains cas on peut annuler presque partout le potentiel de jauge (avec un bon choix de jauge) sauf sur des coupures (c'est pourquoi c'est vraiment l'intégrale sur le chemin qui compte)
.
C'est clairement écrit dans le Lagrangien où le couplage en en i.Q.A(r,t). Il n'ya pas de termes de couplage entre la charge et B et E. autrement dit B et E contribue à déterminer A. En MQ c'est A qui est pertinent. En classique c'est E et B.

[chaverondier]

Si une loi est vraie en tous points, cad invariable par translation spatiale, cela n'est en rien une conséquence d'un choix de système de coordonnées.

Pas d'objection.

L'électron réagit au potentiel vecteur A(r,t) au point (r,t) que les champs B ou E soient nuls ou pas en ce point. Plus subtilement, c'est l'intégrale sur le chemin de A(r,t) qui compte. Dans certains cas on peut annuler presque partout le potentiel de jauge (avec un bon choix de jauge) sauf sur des coupures (c'est pourquoi c'est vraiment l'intégrale sur le chemin qui compte).

On peut aussi, de façon équivalente, remplacer l'intégrale de chemin du potentiel vecteur par une intégrale de surface faisant intervenir B. C'est cette influence globale qui fait qualifier cet effet de non local. Maintenant, ce qualificatif est-il pertinent ? Peut-être pas. Peut-être cette apparence non locale est-elle liée à une façon classique d'interpréter un phénomène qui ne l'est pas (il me semble que c'est d'ailleurs le sens de votre réponse).

En tout cas, pour la violation des inégalités de Bell, il est clair que la non localité attribuée à cette violation découle d'une interprétation réaliste de la fonction d'onde et de sa réduction. Ce que la violation des inégalités de Bell met en évidence c'est peut-être, en fait, l'impossibilité de se débarasser de l'observateur (mais j'avoue que l'interprétation réaliste explicitement non locale continue à me tenter malgré de sérieuses raisons de laisser tomber cette interprétation, notamment l'impossibilité, me semble-t-il, de se débarasser de l'observateur pour définir la direction et le sens d'écoulement du temps).

[invite7ce6aa19]

Pas d'objection.
On peut aussi, de façon équivalente, remplacer l'intégrale de chemin du potentiel vecteur par une intégrale de surface faisant intervenir B. C'est cette influence globale qui fait qualifier cet effet de non local. Maintenant, ce qualificatif est-il pertinent ? Peut-être pas. Peut-être cette apparence non locale est-elle liée à une façon classique d'interpréter un phénomène qui ne l'est pas (il me semble que c'est d'ailleurs le sens de votre réponse).

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Absolument.
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La circulation de A sur un contour fermé est égale aux flux de son rotationnel (théorème de stokes) a travers une surface s'appuyant sur ce contour. Comme:B = rot A il s'agit du flux de B.
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D'ailleurs a travers cette discussion et beaucoup d'autres d'autres il apparait que les termes local et non local sont sujet a des variations dépendantes du contexte, ce qui ne facilite pas la compréhension des choses, d'autant plus que les discussions sur Futura se font via des mots (équivoques en puissance) et non avec le langage mathématique.

En tout cas, pour la violation des inégalités de Bell, il est clair que la non localité attribuée à cette violation découle d'une interprétation réaliste de la fonction d'onde et de sa réduction. Ce que la violation des inégalités de Bell met en évidence c'est peut-être, en fait, l'impossibilité de se débarasser de l'observateur (mais j'avoue que l'interprétation réaliste explicitement non locale continue à me tenter malgré de sérieuses raisons de laisser tomber cette interprétation, notamment l'impossibilité, me semble-t-il, de se débarasser de l'observateur pour définir la direction et le sens d'écoulement du temps).

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Quand tu écris un tel texte il ya en fait en soi beaucoup de choses qui sont évoquées. Pour rester sur la notion de localité ou non, comment comprends tu la localité dans ce contexte?

[chaverondier]

D'ailleurs à travers cette discussion et beaucoup d'autres d'autres il apparait que les termes local et non local sont sujets à des variations dépendantes du contexte, ce qui ne facilite pas la compréhension des choses, d'autant plus que les discussions sur Futura se font via des mots (équivoques en puissance) et non avec le langage mathématique.

Personnellement, je ne suis pas favorable au tout mathématique. Je préfère une approche plus progressive. D'abord, on fait tout ce qu'il est possible de faire avec le langage courant, en s'appuyant sur des images qui véhiculent (en peu de mots) une quantité considérable d'information (mais avec des ambiguités, des imprécisions et des incorrections).

Quand on a cerné le sujet aussi bien qu'on pouvait le faire de cette façon la, et à ce moment là seulement, on sort l'artillerie lourde. Si on la sort trop tôt, on risque de taper complètement à côté du problème, car on avance de façon, certes très rigoureuse, mais à très petits pas et avec des oeillères. Une fois prisonnier d'un formalisme, on oublie qu'il repose sur un certain nombre d'hypothèses qui doivent parfois être remises en cause si on tombe sur un obstacle insurmontable (et on n'a plus de recul par rapport à ces hypothèses puisqu'on s'appuie sur un formalisme qui les contient). Pour garder une bonne souplesse dans la recherche d'idées, il me semble qu'il faut trouver un bon dosage relatif entre approches intuition+images+analogie/formalisme+artillerie mathématique lourde

En tout cas, pour la violation des inégalités de Bell, il est clair que la non localité attribuée à cette violation découle d'une interprétation réaliste de la fonction d'onde et de sa réduction. Ce que la violation des inégalités de Bell met en évidence c'est peut-être, en fait, l'impossibilité de se débarasser de l'observateur (mais j'avoue que l'interprétation réaliste explicitement non locale continue à me tenter malgré de sérieuses raisons de laisser tomber cette interprétation, notamment l'impossibilité, me semble-t-il, de se débarasser de l'observateur pour définir la direction et le sens d'écoulement du temps).

Quand tu écris un tel texte il y a en fait en soi beaucoup de choses qui sont évoquées. Pour rester sur la notion de localité ou non, comment comprends tu la localité dans ce contexte?

De la façon suivante : dans le contexte de l'expérience d'Alain Aspect, il y a localité, malgré la violation des inégalités de Bell, s'il n'est pas possible de se servir de la mesure quantique pour établir un lien de causalité entre évènements séparés par des intervalles de type espace.

Contrairement à ce qu'on voit affirmé un peu trop souvent, je ne trouve pas du tout que ce soit une évidence. On peut certes démontrer l'impossibilité de transmettre de l'information à vitesse supraluminique via la mesure quantique en s'appuyant sur le no_communication theorem. Mais, et c'est là le piège du formalisme pris trop tôt, si on prend un peu de recul vis à vis des outils de la mécanique quantique statistique, on s'aperçoit qu'ils reposent sur l'hypothèse implicite d'impossibilité de biaiser les statistiques de mesure quantique. Un tel formalisme rejette donc implicitement

• soit l'interprétation de la fonction d'onde comme champ physique objectif et la réduction du paquet d'onde comme phénomène physique objectif
• soit la possibilité d'agir sur les causes (supposées) du hasard quantique

Imaginons, par exemple, qu'en maintenant "le mieux possible" les "conditions de mesure" et l'état quantique de l'appareil de mesure de polarisation des photons du côté A on soit en mesure de provoquer une tendance à faire apparaître plus souvent deux résultats de mesure de polarisation identiques plutôt que différents (par analogie, le temps qu'il fera demain a plus de 66% de chance d'être le même que celui qu'il fait aujourd'hui), dans ce cas, le formalisme de la mécanique statistique se trouve mis en défaut parce que ses hypothèses implicites sont incorrectes. On transmets alors, du côté B, un signal d'auto-corrélation en un temps qui ne dépend pas de la distance entre A et B, mais seulement du temps nécessaire au traitement statistique permettant à l'observateur B de se rendre compte que l'observateur situé en A lui transmet un signal d'auto-corrélation.

On réalise ainsi un Morley-Michelson quantique mettant en évidence une simultanéité privilégiée associée à un milieu de propagation des "ondes quantiques" (interprétées comme un champ physique objectif distribué dans l'espace) et la possibilité de mesurer la vitesse v de l'observateur vis à vis de ce milieu (en trouvant la position, entre A et B, du générateur de paires de photons de polarisations EPR corrélées à partir de laquelle la cause provoquant la réduction du paquet d'onde bascule de la mesure de polarisation en A à la mesure de polarisation en B. Je ne détaille pas le calcul de cette vitesse v, il est élémentaire).

Evidemment, même en attribuant un caractère causal à la mesure quantique (c'est à dire en admettant que l'observateur A soit actif et provoque instantanément, par sa mesure, une réduction physique objective et non locale du paquet d'onde), on peut toujours avoir impossibilité de transmettre de l'information à vitesse supraluminique par la mesure quantique si, avec ses gros doigts maladroits d'observateur-expérimentateur macroscopique, les spect_acteurs A et B ne parviennent pas à provoquer un biais des statistiques de mesure quantique suffisamment important pour qu'il ne soit pas noyé dans le bruit de l'expérience, ou encore si (suprème pied de nez de la nature), l'obtention d'un biais dans les statistiques quantiques "casse" la corrélation quantique entre les "deux" flux de photons EPR corrélés de l'expérience d'Alain Aspect.