Notion de "colle" liant des particules

[invite8915d466]

Je ne sais pas trop ce que tu entends par "métrique négative"

Pour moi, la masse est définie usuellement par le carré de la quatre-impulsion avec la métrique de Minkowski, et effectivement ici j'ai choisi la métrique + - - - (celle où ds = gamma dtau, pas - dtau)

Donc ici, masse négative signifie carré de la quatre-impulsion négatif avec la métrique de signature + - - -

me trompé-je ou le signe négatif est du à la force attractive entre les deux particules, qui rend effectivement bizarre le transfert d'impulsion (parce que si une particule émet un photon réabsorbé par l'autre particule, on aurait tendance à penser que le transfert d'impulsion se fait par recul de façon répulsive ! ).

Si j'ai raison, est-ce que la diffusion electron-electron se fait bien par des photons virtuels de masse positive (non nulle)?


Est-ce que ce n'est pas plus ou moins la réponse au problème posé par Mmy : les états liés correspondraient à la création de nouvelles particules virtuelles de masse négative , ce qui diminue bien l'énergie du système, alors que les états d'interaction de répulsion correspondent bien à l'émission de particules de masse positive ?

cordialement

Gilles
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[invite9c9b9968]

Hello gillesh,

En effet je n'y avais pensé ainsi, mais il me semble que c'est une interprétation qui se tient, car effectivement le q² est positif dans le cas de la diffusion électron/électron.

[invité576543]

Je ne sais pas trop ce que tu entends par "métrique négative"

Pour moi, la masse est définie usuellement par le carré de la quatre-impulsion avec la métrique de Minkowski, et effectivement ici j'ai choisi la métrique + - - - (celle où ds = gamma dtau, pas - dtau)

Donc ici, masse négative signifie carré de la quatre-impulsion négatif avec la métrique de signature + - - -

Désolé d'avoir oublier de préciser la métrique (ça devient naturel pour moi d'utiliser celle que tu indiques ). Mais tu as compris quand même la question et donner la réponse.

Maintenant, ce n'est pas la même chose qu'une masse négative.

En particulier, si on fait intervenir dans une somme une énergie-impulsion de genre espace, cela ne fait pas baisser la masse totale.

(E1, p1) + (E2, -p1) a pour "carré"

E1²+2E1E2+E2²

(Note: j'ai pris l'hypothèse que le système résultant n'est pas de masse nulle, et est "normal". Ce qui permet de se mettre dans le référentiel où l'impulsion totale est nulle)


Que E2²<p1² (genre espace pour le deuxième) ne suffit pas pour que E1²+2E1E2+E2² < E1²-p1²

Alors qu'une énergie négative le peut.

Ainsi, si on voulait utiliser comme IMAGE, des "particules virtuelles" cohérentes avec le défaut de masse, il faut une énergie-impulsion de coordonnée temporelle négative, une métrique de genre espace ne suffit pas (et n'est pas nécessaire, en fait).

Cordialement,

[invité576543]

Est-ce que ce n'est pas plus ou moins la réponse au problème posé par Mmy : les états liés correspondraient à la création de nouvelles particules virtuelles de masse négative , ce qui diminue bien l'énergie du système

A quel sens utilises-tu "masse négative", et es-tu d'accord qu'un carré de genre espace ne suffit pas à diminuer l'énergie du système? Sinon, où me trompe-je?

Cordialement,

[invite7ce6aa19]

¿ Par ailleurs, sur le problème de l'usage des "images", est-ce qu'une phrase comme

"il y a un résiduel d'interaction forte entre nucléons qui donne la force nucléaire et qui peut être représentée par un échange de mésons qui est donc la colle nucléaire"

n'est pas manier ces mésons exotique en dehors de son contexte technique, donc avec le risque de leur faire dire tout et n'importe quoi?

.
Justement c'est un exemple ou l'on peut utiliser des images (ici representation graphique) sans sortir de leurs limites d'utilisations. Il ne faut pas leur faire dire pas plus qu'elle ne peuvent. De plus l'interaction entre hadrons par échange de paires de quarks peut-être bétonnée par l'équivalence tres forte avec l'interaction de Van DerWals de 2 atomes neutres tels que l'argon.
;
Si on se place sur un plan vulgarisation "grand public" que le méson soit réel ou virtuel n'a aucune importance ce qui fait qu'il n'est pas nécessaire de prononcer ces mots. Le mot particule suffit. L'expression "particule virtuelle" est manifestement anti-pédagogique. C'est flagrant
.
Par contre si quelqu'un veut comprendre le rapport entre cette image d'échange de particules et le potentiel nucléaire cela devient un problème de vulgarisation "grand public restreint". On peut par exemple expliquer avec des calculs simples le rapport entre la masse du méson et le caractère courte porté du potentiel. On commence ainsi a s'éloigner des images qui n'apportent plus des informations nouvelles. On a en quelque sorte épuisée le potentiel d' usages de cette image.

Autre manière de poser la même question: ¿ si certains concepts comme les particules virtuelles, les gluons, les couleurs, etc. ne doivent pas être maniés en dehors du "contexte technique", ne faut-il pas comprendre qu'il faut s'abstenir de les utiliser dans les textes de vulgarisation?

.
Surtout pas. Ce que je dis et ce que je repète ce sont les limites de l'usage de telle ou telle image. Il est normal et compréhensible que si l'on ne connait pas le "contexte technique" on sera amené a dépasser les limites.
.

En particulier, dans les forums FS, ¿ faut-il répondre aux intervenants qui réfèrent à ces images "Ce sont des termes qui ne peuvent pas se comprendre en dehors du "contexte technique" où seuls des Professionnels Hautement Qualifiés peuvent les utiliser sans risque; vous n'êtes pas un PHQ, merci de vous intéresser à autre chose." ?

.
C'est tout simple. Il suffit de signaler que les limites ont été dépassées et c'est excatement ce que j'essaie de faire sur le terrain de mes compétences.

Perso, je pense que la réponse à ces deux dernières questions est non. Un rôle des bons vulgarisateurs (ce qui n'est pas nécessairement la même chose qu'un Physicien Professionnel) est de trouver et utiliser un jeu d'images "qui marchent bien", qui sont à la fois cohérentes et formatrices, au sens où elles amènent un premier pas dans la bonne direction, qui est la bonne maîtrise des modèles utilisés, et ce même si la plupart de ceux qui vont lire des textes avec ces images n'iront jamais (et ne sont pas vraiment intéressés) par les modèles mathématiques détaillés.

Cordialement,

Exactement, rien a redire, j'aime beaucoup lorsque tu dis çà. Je co-signe ce texte avec un enthousiasme démesuré.

[invite8ef897e4]

A quel sens utilises-tu "masse négative", et es-tu d'accord qu'un carré de genre espace ne suffit pas à diminuer l'énergie du système? Sinon, où me trompe-je?

Non, tu ne te trompes pas. La "masse negative" dont Gwyddon et moi avont parle en fait c'est une masse carree negative, et cela ne fait pas "trivialement" baisser l'energie dans le centre de masse.

Les photons virtuelles dont nous parlons ici sont construits dans l'espace des impulsions. Ils n'ont pas de position. Ils sont partout. Leur genre (espace ou temps) n'est pas liee au caractere attractif ou repulsif. Leur genre est lie au processus (dit dans la voie s ou t).

Je voudrais signaler un truc que j'ai dit plus tot, mais qui est un peu passe innapercu. D'habitude tu prends tes particules separees a l'infini et le defaut de masse apparait une fois que tu les as rapprochees. Ici il est clair que ca ne va pas marcher. La description d'un etat lie en termes de particules libres est en principe possible, mais en pratique elle echoue parce que l'on cherche un effet non-perturbatif.

[invite8915d466]

A quel sens utilises-tu "masse négative", et es-tu d'accord qu'un carré de genre espace ne suffit pas à diminuer l'énergie du système? Sinon, où me trompe-je?

Cordialement,

je reprenais l'expression de Gwyddon, mais c'est vrai que ce n'est pas si simple ! d'abord si le carré est négatif, ça correspondrait plutot à une masse imaginaire qu'à une masse négative ?

[invite7ce6aa19]

me trompé-je ou le signe négatif est du à la force attractive entre les deux particules, qui rend effectivement bizarre le transfert d'impulsion (parce que si une particule émet un photon réabsorbé par l'autre particule, on aurait tendance à penser que le transfert d'impulsion se fait par recul de façon répulsive ! ).

Si j'ai raison, est-ce que la diffusion electron-electron se fait bien par des photons virtuels de masse positive (non nulle)?


Est-ce que ce n'est pas plus ou moins la réponse au problème posé par Mmy : les états liés correspondraient à la création de nouvelles particules virtuelles de masse négative , ce qui diminue bien l'énergie du système, alors que les états d'interaction de répulsion correspondent bien à l'émission de particules de masse positive ?

cordialement

Gilles

Bonjour,

A propos du signe de l'interaction

Lorsque tu pars de l'expression de l'expression de l'action QED complete:

symboliquement S[ Phi,A]

(Phi= champ électronique, A champ électromagnétique)

Tu peux fabriquer l'hamiltonien coulombien classique en intégrant sur A.
;
A l'issue de ce calcul tu trouves pour Seff un terme cinétique électronique + un terme qui represente l'interaction champ particule qui a la forme shématique suivante:

< J(x) |D(x-y) |J(y)>

où les J sont les courants électromagnétiques au point x et y et D le propagateur photonique, ce fameux photon virtuel.
.
Par integration on obtiend la loi classique de coulomb
.
On voit que le propagateur ne porte aucune indication sur le caractère attractif ou répulse car cette information est codée dans les courants.
.
Un courant s'écrit schématiquement:

J = q.Phi*Phi
.
Cela veut dire que le potentiel d'interaction au final sera du signe de q1.q2 et cela n' a rien a voir avec une discussion sur les transferts des quantités de mouvement. Le propagateur photonique ne sait pas ce qu'est une charge électrique.

[invite8ef897e4]

Cela veut dire que le potentiel d'interaction au final sera du signe de q1.q2 et cela n' a rien a voir avec une discussion sur les transferts des quantités de mouvement. Le propagateur photonique ne sait pas ce qu'est une charge électrique.

Heureusement, sinon tu violes la causalite.

[invité576543]

Je voudrais signaler un truc que j'ai dit plus tot, mais qui est un peu passe innapercu. D'habitude tu prends tes particules separees a l'infini et le defaut de masse apparait une fois que tu les as rapprochees. Ici il est clair que ca ne va pas marcher. La description d'un etat lie en termes de particules libres est en principe possible, mais en pratique elle echoue parce que l'on cherche un effet non-perturbatif.

Non, ce n'est pas passé inaperçu.

Je pense que c'est au coeur du problème. Je précise: on peut se demander si attribuer au proton et à l'électron (je prends le cas de l'atome d'hydrogène) une énergie-impulsion à chacun, dont le carré est la masse carré, (ce qui n'est qu'une partie d'une description en termes de particules libres) a même un sens. Mais cette "décomposition" est celle qui vient comme image quand on présente la notion d'énergie de liaison (ainsi qu'à la trop courante image d'un électron "tournant" autour du proton), ou tout simplement quand on décrit l'atome comme composé de parties.

Je n'ai pas d'idée quelle "imagerie" alternative permettrait de sortir de là. Ne plus dire "l'atome d'hydrogène est composé d'un proton et d'un électron" ne semble pas être une bonne voie! Autre idée, genre le proton devient "un peu moins qu'un proton" ?

Cordialement,

[invité576543]

je reprenais l'expression de Gwyddon, mais c'est vrai que ce n'est pas si simple ! d'abord si le carré est négatif, ça correspondrait plutot à une masse imaginaire qu'à une masse négative ?

Alors un intervalle de genre espace a une longueur imaginaire (ce qui peut se défendre, d'ailleurs...)

(J'ai bien écrit espace, pas temps -comme on le faisait dans de vieux bouquins. Par cohérence: si le carré positif correspond aux particules "usuelles", alors c'est bien l'espace qui est imaginaire, pas le temps.)

Cordialement,

[invite8915d466]

Alors un intervalle de genre espace a une longueur imaginaire (ce qui peut se défendre, d'ailleurs...)

en tout cas plus que de dire qu'il a une durée négative, non? .

[invite8915d466]

Je n'ai pas d'idée quelle "imagerie" alternative permettrait de sortir de là. Ne plus dire "l'atome d'hydrogène est composé d'un proton et d'un électron" ne semble pas être une bonne voie! Autre idée, genre le proton devient "un peu moins qu'un proton" ?

Cordialement,

c'est effectivement peut etre la bonne manière de présenter les choses, le proton et l'électron pourraient-ils etre décrits comme "moins habillés" de photons virtuels (longitudinaux) quand ils sont en interaction mutuelle que quand ils sont libres, et donc un peu plus "légers"?

cordialement

Gilles

[invite0e4ceef6]

j'aimerais savoir si il est possible de penser qu'il puisse y avoir une longueur "d'espace" pour chaque type d'interraction.

si l'enrgie corbe l'espace-temps, et que l'on trouve plusieurs forme d'interraction, donc de courbure de l'espace-temps, avec des forces particulière. est-il possible que chacune de ses force puisse-être lié a une longueur d'espace, comme l'on parlerais d'une longueur d'onde ??

bref pas 1 espace-temps et de nombreuse force, mais un nombre n d'espace-temps lié chacun a une longueur d'onde du vide (c'est beau tout ces mots les uns a la suite des autres)

[invite64c4b5da]

Bonjour,

d'abord 2 points techniques lies a l'utilisation impropre de l'image des particules virtuelles, je reviendrai ensuite au sujet du message (la vulgarisation) que je trouve tres interessant.

1- Le fait qu'il y ait attraction/repulsion entre 2 particules est un effet purement quantique. En effet, si on considere uniquement l'amplitude faisant intervenir un photon virtuel, on trouve que les 2 mecanismes (attraction/repulsion) sont equivalents. Pour qu'il y ait plus attraction que repulsion (ou vis-versa), il faut ajouter 2 amplitudes : l'absence d'interaction + une interaction via un photon virtuel.

2- La mecanique quantique conserve l'energie-impulsion en chaque instant. C'est uniquement l'utilisation de la theorie des perturbation comme approximation de la mecanique quantique qui fait apparaitre ces particules virtuelles ne satisfaisant pas la conservation de l'energie-impulsion.

[invite7ce6aa19]

Bonjour,

d'abord 2 points techniques lies a l'utilisation impropre de l'image des particules virtuelles, je reviendrai ensuite au sujet du message (la vulgarisation) que je trouve tres interessant.

;
Ok, je compte sur toi.

1- Le fait qu'il y ait attraction/repulsion entre 2 particules est un effet purement quantique. En effet, si on considere uniquement l'amplitude faisant intervenir un photon virtuel, on trouve que les 2 mecanismes (attraction/repulsion) sont equivalents. Pour qu'il y ait plus attraction que repulsion (ou vis-versa), il faut ajouter 2 amplitudes : l'absence d'interaction + une interaction via un photon virtuel.

;
C'est ce que j'ai démontré dans un post précedent. Comme personne n'a réagit est-ce que ma démonstration est claire ou pas?

2- La mecanique quantique conserve l'energie-impulsion en chaque instant. C'est uniquement l'utilisation de la theorie des perturbation comme approximation de la mecanique quantique qui fait apparaitre ces particules virtuelles ne satisfaisant pas la conservation de l'energie-impulsion.

Absolument: pas de théorie de perturbation, pas de particules virtuelles. Donc les parties virtuelles n'existent pas. J'écrit çà régulièrement tous les 3 mois il semble que cela n'a aucune influence.

[invite64c4b5da]

On voit souvent présenter une interaction liant plusieurs particules
comme des échanges de particules. L'interaction électro-magnétique
liant électron et proton dans l'atome d'hydrogène est présentée
comme des échanges de photons. L'interaction forte liant protons et
neutrons dans un noyau comme des échanges de mésons. L'interaction
forte liant quarks dans proton comme des échanges de gluons.

Avec cette "image", l'ensemble se présente comme les particules liés
PLUS des particules de liaison. Ces particules sont la "colle" qui
lie les autres entre elles.

Mais un autre concept est l'énergie de liaison, qui est un défaut
d'énergie, vu encore comme un défaut de masse. Avec ce concept, la
"colle" est une énergie négative, un manque d'énergie.

Les deux images clashent. Difficile de comprendre comment de
particules en plus peuvent correspondre à de l'énergie en moins
(et ce d'autant plus quand on réalise que les particules se déplacent
relativement, et donc qu'il existe une énergie cinétique mutuelle
qui s'ajoute au reste).

Rebonjour,

j'avoue ne pas bien comprendre la seconde approche et je pense qu'elle est difficile a utiliser car la notion d'energie est vraiment tres dure a expliquer.

Pour la premiere approche, je suis d'accord avec Marie-Posa que l'images des particules billes de billard sur les diagrammes de feynman est tres utile pour un public confirme mais aussi tres trompeuse.

Le probleme est que si on rejete ces 2 approches, il devient tres difficile d'expliquer ce qu'est une interaction dans nos modeles sans entrer dans un discours incomprehensible. Peut-etre faut-il alors etre moins ambitieux et se limiter a la presentation des effets de ces interactions comme elles sont souvent presentees ?

[invite8ef897e4]

Je pense que la question est suffisament difficile et importante pour y consacrer un peu de temps (pour reference ulterieure). Je ne vais cependant pas re-inveter l'eau chaude, je vais "traduire" (reformuler) une excellente discussion de John Baez en francais que je copie-colle simplement ci-apres. Je ne pretend pas faire justice a John Baez, que je vous conseille de lire si vous comprenez l'anglais. Je reduis volontairement le texte, qui contient quelques details de justification sur les approximations utilisees. J'espere que cela clarifiera l'affirmation que Mariposa et Barmecides ont faite au sujet de l'interference entre amplitudes pour l'echange d'un photon et "pas de photon" (identite).
Ref : How can [virtual particles] be responsible for attractive forces?.

Considerons 2 particles chargees au repos dans un probleme unidimensionnel, decrites par des fonctions d'onde gaussiennes :

             ____                         ____   
            /    \                       /    \     x -->  
          _/      \_                   _/      \_  
0 _______/          \_________________/          \__________

La separation est bien plus grande que la largeur des gaussiennes. En l'absence d'interaction, les gaussiennes vont s'elargir symetriquement avec le temps. Mais elles sont suffisament loin pour que nous negligions tout recouvrement eventuel pour nous simplifier la tache. Une constante supplementaire d'energie potentielle donne juste une phase aux fonctions d'ondes, et il est aussi logique physiquement que nous puissions negliger cela.

Concentrons nous sur, disons, la particule a gauche. Nous pouvons aussi definir la fonction d'onde en impulsion en prenant la transformee de Fourier. Il y a une amplitude de probabilite pour toute impulsion, la fonction d'onde en impulsion est egalement gaussienne, Heisenberg nous indique que plus la gaussienne en position est fine, plus la gaussienne en impulsion est large :

                       _____________
                    __/      ^      \__
                 __/         |         \__         p -->
            ____/            |            \____
 0 ________/           zero impulsion           \____________

Pour etre honnete, nous ne pouvons pas avoir une gaussienne en position trop fine, sinon nous obtenons des complications relativistes. Nous ignorons aussi les moments magnetiques intrinseques pour simplement regarder la force electrostatique.

Considerons alors un photon virtuel emis par la particule a droite et absorbe par la particule a gauche. Le calcul de la fonction d'onde du photon est un petit peu poilu. Cette fonction d'onde est proportionnelle a la charge de la particule source, et presente notamment deux pics : l'un proportionnel a -i fois la charge est a gauche de l'origine, et l'autre proportionnel a +i fois la charge est a droite (nous negligeons un 3iem pic a l'origine qui ne fournit qu'une energie potentielle constante supplementaire). La partie imaginaire de la fonction d'onde du photon ressemble a cela, si la particule emetrice est un electron charge negativement :

                |
 +i             |     zero impulsion                p -->
                |          |
                |          v
  0 ____________|________________________________________
                                     |
                                     |
                                     |
  -i                                 |
                                     |

Si la particule emetrice est chargee positivement, l'image est renversee.

L'effet du photon virtuel sur la fonction d'onde en impulsion de la particule chargee l'absorbant est tres simple. Le photon a une amplitude de probabilite de cogner la particule vers la gauche, et une amplitude de probabilite vers la droite. L'amplitude pour chaque possibilite est proportionnelle a i fois la charge de la particule fois la fonction d'onde du photon fois le temps ! Nous multiplions (convoluons) la fonction d'onde originale de la particule chargee par la fonction d'onde du photon et obtenons ainsi l'amplitude totale (qui est reelle) pour l'echange d'un photon virtuel entre deux particules de charges identiques :

                _____
 +            _/     \_ zero impulsion
           __/         \   |                      p -->
        __/             \  |
 0  ___/                 \ v 
                          \                   ________
                           \               __/
                            \           __/
 -                           \_       _/
                               \_____/

Si les particules ont des charges opposees, il faut renverser cette fonction.

A ce point les choses sont un peu deroutante. Nous devrions obtenir la probabilite en prenant le carre, mais les deux bosses semblent symetriques (just opposees en signe). Alors, la probabilite que le photon cogne vers la gauche est la meme que la probabilite qu'il la cogne vers la droite ? Non , car il reste la possibilite qu'il n'y ait pas d'interaction du tout ! Et comme nous ne pouvons pas de facon inambigue distinguer ces possibilites, il faut d'abord addionner les amplitudes avant de les elever au carre !

Apres avoir fait les calculs proprement, nous obtenons une fonction d'onde en impulsion qui ressemble a cela :

           ________    zero impulsion
         _/        \___    |
        /              \__ v                  p -->
      _/                  \__
    _/                       \______
 0 /                                \________________

Le carre de cette fonction d'onde donne la densite de probabilite pour que la particule de gauche recoive une impulsion correspondante.
Le point important est que le photon ne "sait pas" si ce qu'il va cogner possede une charge positive ou negative. La distinction entre attraction ou repulsion vient de l'interference avec l'amplitude ou "rien ne se passe".

[invite8ef897e4]

Ayant eclaircie le point precedent, je voudrais ajouter qu'il me semble indispensable de concentrer la discussion sur l'atome d'hydrogene. J'ai regarde un peu les choses que je pouvais dire sur hadrons. D'une part, je crois que parler de quarks legers est completement hors de propos ici. D'autre part, et meme si Non-Relativistic QCD (NRQCD) fait des merveilles pour les quarks lourds en utilisant des echanges a un gluon, ils obtiennent (et c'est probablement le cas puisque c'est confirme par les calculs sur reseaux et ca reproduit tres bien les spectres) un potentiel qui croit lineairement a grande distance. Autre facon de dire la meme chose : les quarks etant confines, il est impossible de les prendre asymptotiques a l'infini pour comparer a ce qui se passe quand ils sont lies...

[invite8ef897e4]

Enfin, et la je ne suis pas totalement affirmatif, mes souvenirs m'indiquent que seul le deplacement de Lamb ne peut pas etre calcule en semi-classique, les details fins et hyperfins de l'atome d'hydrogene ne necessitent pas la notion de photon virtuel. Je crois que c'est sur l'analyse de ce deplacement de Lamb que nous devrions nous concentrer pour explorer la question initiale.

Mes deux centimes (je dois partir pour l'instant, je serai peut etre de retour plus tard aujourd'hui)

[invité576543]

Je ne vais cependant pas re-inveter l'eau chaude, je vais "traduire" (reformuler) une excellente discussion de John Baez en francais que je copie-colle simplement ci-apres. Je ne pretend pas faire justice a John Baez, que je vous conseille de lire si vous comprenez l'anglais.

Bonjour,

Ca fait pas mal d'années que j'ai lu ce texte la première fois, et je l'ai relu plusieurs fois dans les années intermédiaires. Je n'ai pas de doute qu'il soit utile à un certain niveau, mais je n'imagine pas le voir dans la rubrique "Bac to basics" dans La Recherche! Autre manière de voir la chose, quelle est la différence de formation attendue de la personne cible entre lui expliquer l'attraction entres nucléons par un échange de mésons, et lui expliquer ce qu'explique Baez?

En bref, ça ne semble pas répondre à ma question, du moins pour un cercle assez large de vulgarisés. Mais c'est intéressant pour éclairer le fond du problème.

Cordialement,

[invite7ce6aa19]

Ayant eclaircie le point precedent, je voudrais ajouter qu'il me semble indispensable de concentrer la discussion sur l'atome d'hydrogene. J'ai regarde un peu les choses que je pouvais dire sur hadrons. D'une part, je crois que parler de quarks legers est completement hors de propos ici. D'autre part, et meme si Non-Relativistic QCD (NRQCD) fait des merveilles pour les quarks lourds en utilisant des echanges a un gluon, ils obtiennent (et c'est probablement le cas puisque c'est confirme par les calculs sur reseaux et ca reproduit tres bien les spectres) un potentiel qui croit lineairement a grande distance. Autre facon de dire la meme chose : les quarks etant confines, il est impossible de les prendre asymptotiques a l'infini pour comparer a ce qui se passe quand ils sont lies...

J'avoue ne rien avoir compris des arguments de Baez. Ce qui me gène c'est qu'il considére l'existence du photon virtuel et il joue avec. Pour moi c'est de montrer l'origine du photon virtuel pour savoir ce que l'on peut en faire. L'origine de la question de ce fil c'est le rapport entre 2 images qui clashent selon le vocabulaire de mmy.

C'est ce que j'ai essayé de faire dans un post précedent qui est un calcul QED simplifié et schématique. Apparamment personne n'a réagit.
.
Par contre entièrement d'accord qu'il faut raisonner sur H plus que sur les quarks qui sont vraiment caractériels.

[invite7ce6aa19]

Enfin, et la je ne suis pas totalement affirmatif, mes souvenirs m'indiquent que seul le deplacement de Lamb ne peut pas etre calcule en semi-classique, les details fins et hyperfins de l'atome d'hydrogene ne necessitent pas la notion de photon virtuel. Je crois que c'est sur l'analyse de ce deplacement de Lamb que nous devrions nous concentrer pour explorer la question initiale.

Mes deux centimes (je dois partir pour l'instant, je serai peut etre de retour plus tard aujourd'hui)

Dans l'esprit de la construction de l'interaction effective du potentiel au post 38# précedent, il s'agissait d'un calcul de perturbation au premier ordre (échange d'un photon virtuel) qui donne lieu au potentiel en 1/r.
.
Ensuite on peut passer au second ordre en insérant une boucle électron-positron et en même temps toutes les insertions de boucles. Il s'agit d'une série géométrique qui permet de construire le propagateur photonique renormalisé et de construire le potentiel effectif qui donne un potentiel coulombien légérement modifié par rapport a 1/r. La symétrie O(4) de l'hydrogène est levée en O(3) ce qui donne lieu au lamb shift.
.
L'interpretation est simple. La charge du proton polarise le vide, ce qui donne lieu a un écrantage representé par les excitations virtuelles des paires électrons-trous. Une situation analogue a ce qui arrive dans les semi-conducteurs. Un exemple où un phénomène QED a son équivalent en physique de la matière condensée, ici les semiconducteurs..

[invité576543]

Bonsoir,

j'avoue ne pas bien comprendre la seconde approche et je pense qu'elle est difficile a utiliser car la notion d'energie est vraiment tres dure a expliquer.

Si par "seconde approche" tu réfère à l'énergie de liaison négative, c'est utilisé couramment partout, et c'est ce qui est juste derrière le défaut de masse qu'on présente dès le lycée. J'ai du mal à comprendre ta remarque, le texte que tu cites est un simple exposé des faits.

Cordialement,

[invité576543]

Bonsoir,

c'est effectivement peut etre la bonne manière de présenter les choses, le proton et l'électron pourraient-ils etre décrits comme "moins habillés" de photons virtuels (longitudinaux) quand ils sont en interaction mutuelle que quand ils sont libres, et donc un peu plus "légers"?

Il me semble que c'est assez proche d'une des suggestions du premier message. On doit pouvoir coupler cela avec une image d'interférence destructive, la destruction étant le "déshabillage".

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Sinon, à ce stade, il me semble que si on veut garder une image d'échange de particules (virtuelles), elles doivent être d'énergie négative et d'impulsion orientée à l'opposé du mouvement. C'est à dire très précisément une énergie-impulsion "normale", multipliée par -1⁽¹⁾. Ca ressemble à une anti-particule au sens fort (pas la particule miroir à laquelle le terme anti-particule est orthodoctement associé): une particule qui ajoutée à une particule correspondante donne rien (qu'est-ce qu'un machin d'énergie-impulsion nulle, si ce n'est rien?).

Cette image est cohérente avec une énergie de liaison négative, un défaut d'énergie directement égal au défaut de masse à c² près.

Et cette image n'est pas très loin d'un "déshabillage" ou d'une notion d'interférence destructrice: ces particules virtuelles liantes modélisent le transfert de la destruction, ce sont des particules en négatif.

Ne m'attaquez pas en procès pour lyrisme, ce que je cherche sont des images, pas une paraphrase exacte d'équations ésotériques pour la plupart.

Cordialement,

(1) ce qui revient bien à une masse négative (mais de carré de type temps!) si on voit la masse comme le tenseur scalaire qui fait passer du q.v. vitesse au q.v. énergie-impulsion.

[invite64c4b5da]

Si par "seconde approche" tu réfère à l'énergie de liaison négative, c'est utilisé couramment partout, et c'est ce qui est juste derrière le défaut de masse qu'on présente dès le lycée. J'ai du mal à comprendre ta remarque, le texte que tu cites est un simple exposé des faits.

Ok je vois ce que tu veux dire..... desole mais en vous lisant par la suite parler d'interaction e-e- -> e-e-, je ne voyais absolument de quoi tu voulais parler.
Effectivement je me souviens avoir vu ca en terminale et devoir accepter l'explication sans y avoir rien compris (comme beaucoup de choses qu'on nous presentait en physique au lycee). Et comment expliques tu la notion d'energie au grand public ? Tu dis que lors d'une interaction, il y a une energie de liaison negative, mais c'est quoi l'energie ?

J'aimerais savoir a qui tu souhaiterais expliquer ta notion d'interaction ? Pour moi, il pourrait s'agir du public que l'on recoit a la fete de la science dans les labos par exemple.

[invité576543]

Bonjour,

J'aimerais savoir a qui tu souhaiterais expliquer ta notion d'interaction ? Pour moi, il pourrait s'agir du public que l'on recoit a la fete de la science dans les labos par exemple.

Oui, ça me paraît une bonne manière de préciser ce que j'avais en tête.

L'origine du problème était des explications que j'ai cherché à donner à mon fils de 14 ans. (Ce qui doit permettre de comprendre que la réponse en termes d'hamiltonien effectif ne m'a pas paru adaptée à la question.)

Cordialement,

[invite8ef897e4]

Bonjour,

la question initiale m'interesse vraiment. Je realise que ce que qui est attendu est une interpretation vulgarisee et que les aspects techniques ne sont qu'une etape. Je crois cependant que c'est important de clarifier ces aspects techniques si l'on veut obtenir une image physique authentique. Comme je ne souhaite pas que cette discussion tombe aux oubliettes, je vous fais part de mes pensees/progres.

Du cote negatif, je ne crois pas que l'on puisse justifier une affirmation du type "dans l'etat fondamentale du systeme lie proton/electron (approximativement) -13.6 eV est stockee dans le champ electromagnetique sous la forme de fluctuations quantiques". C'est une vision trop "classique" du probleme a mon avis.

Du cote positif, j'ai repris le Cohen/Dupont-Roc/Grynberg "Photons et atomes, introduction a l'electrodynamique quantique" qui m'a mene a une excellente reference dans ce contexte pour faire progresser la discussion : Vacuum fluctuations and radiation reaction: identification of their respective contributions. Notamment vis-a-vis des remarques precedentes, l'on y voit precisement/rigoureusement un sens au notions d'habillage proposees precedemment. Le probleme c'est que cela ne concerne, comme je l'avais indique plus tot, que le deplacement de Lamb, et que l'essentiel du couplage n'est pas concerne par les photons virtuels. Je ne vois pas comment surmonter cette difficulte.

[invite7ce6aa19]

Du cote positif, j'ai repris le Cohen/Dupont-Roc/Grynberg "Photons et atomes, introduction a l'electrodynamique quantique" qui m'a mene a une excellente reference dans ce contexte pour faire progresser la discussion : Vacuum fluctuations and radiation reaction: identification of their respective contributions. Notamment vis-a-vis des remarques precedentes, l'on y voit precisement/rigoureusement un sens au notions d'habillage proposees precedemment. Le probleme c'est que cela ne concerne, comme je l'avais indique plus tot, que le deplacement de Lamb, et que l'essentiel du couplage n'est pas concerne par les photons virtuels. Je ne vois pas comment surmonter cette difficulte.

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L'article est bel et bien dans l'esprit des discussions sur la fabrication des images. C'est assez marrant ce problème car lors de mes toutes premières interventions sur Futura il y a 3 ans j'ai émis une critique sévère sur la signification des diagrammes de Feymann quand à l'interpretation physique, ce qui a valu une discussion houleuse avec Rincevent.

Fabriquer une image ne va pas de soi ce qui veut dire partitionner des termes mathématiques et leur allouer un sens. l'article que tu mentionnes est justement face a cette problématique.
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Tu peux si nécessaire faire référence a ce livre, je le possède.
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Quand a l'origine du déplacement de Lamb, cela n'a pas a voir avec les photons virtuels qui est responsable du potentiel en 1/r mais avec la renormalisation du propagateur photonique par l'insertion de boucles. Autrement dit une contribution du déplacement de Lamb s'explique en terme d'écrantage, cad en paires virtuelles électron-positron.

[invité576543]

la question initiale m'interesse vraiment. Je realise que ce que qui est attendu est une interpretation vulgarisee et que les aspects techniques ne sont qu'une etape. Je crois cependant que c'est important de clarifier ces aspects techniques si l'on veut obtenir une image physique authentique. Comme je ne souhaite pas que cette discussion tombe aux oubliettes,

Bonsoir,

Juste pour dire que ce que tu dis là est tout à fait en ligne avec ce que j'imaginais en lançant ce fil...

Cordialement,