Particule virtuelle ?

[philou21]

OK mais avec un traitement Hartree-Fock, ce n'est plus l'hamiltonien cité par mariposa qu'on résout…

Heu... c'est juste une réécriture du hamiltonien de départ, ils sont strictement égaux (par définition)...

on fait un peu de hors sujet non ?
-----

[erik]

Non car ça fait partie de la définition de « virtuel » : ils ne sont pas détectables.

Donc ces "type de photon" serait plutôt un "artifice" mathématique, permettant de décrire les interactions entre particules, plutôt qu'une particule réelle ?

[invitea774bcd7]

Donc ces "type de photon" serait plutôt un "artifice" mathématique, permettant de décrire les interactions entre particules, plutôt qu'une particule réelle ?

Euh… C'est ce qu'on dit depuis le message #2, oui

[invitea774bcd7]

Heu... c'est juste une réécriture du hamiltonien de départ, ils sont strictement égaux (par définition)...

on fait un peu de hors sujet non ?

Cool ! Plus besoin de s'embêter avec l'Interaction de Configuration pour décrire la corrélation électronique ! On peut tout faire au niveau Hartree-Fock alors

[erik]

Euh… C'est ce qu'on dit depuis le message #2, oui

ok, il me semblait qu'il y'avait débat.

[invitea774bcd7]

ok, il me semblait qu'il y'avait débat.

Oui oui : il y a débat

[philou21]

Cool ! Plus besoin de s'embêter avec l'Interaction de Configuration pour décrire la corrélation électronique ! On peut tout faire au niveau Hartree-Fock alors

Ben, je vois pas ce que tu veux dire...

On sait résoudre

mais toujours pas le hamiltonien F+V(1,2)

on va inclure V(1,2) par perturbation (ordre 1 = Hartree-Fock) ou par interaction de configuration :

[vaincent]

Bien sûr que ces particules n'existent pas…
Prends deux aimants. Il y a interaction électrostatique, donc échange de photons virtuels… Et pourtant, on les voit pas ces photons virtuels, les aimants ne « brillent » pas…

bonsoir,

j'èspère que tu plaisantes. Il n'y a qu'une faible partie du spectre en fréquence des ondes électromagnétiques qui est du domaine du visible. C'est pour cela que ni les aimants ni les antennes radios brillent !

[invitea774bcd7]

Non, je ne plaisante pas. Je ne sais pas quelle énergie ont ces photons virtuels échangés lors de l'interaction électromagnétique Tu vas sans doute me le dire…

[vaincent]

Elle peut s'appliquer mais c'est une excellente mauvaise idée parce que la calcul va converger très lentement. C'est la raison pour laquelle j'ai pris cet exemple pour faire comprendre à Vaincent que le calcul de perturbation n'est pas toujours une bonne idée et surtout que les termes de la série n'ont pas de sens physique. Par contre en commençant par une théorie de champ moyen on a déjà une meilleure compréhension de ce qui se passe alors qu'il n' y a pas de perturbations. On peut améliorer la description avec un peu d'interaction de configurations (le premier ordre de perturbation suffit).

Bonsoir,

il y a une confusion ici entre le fait de présenter la notion de particule virtuelle à travers la théorie des pertubations (ou par l'intégrale de chemins), et ensuite de trouver des cas qui n'ont plus grand chose à voir avec le sujet initial où elle n'est pas applicable. Les parallèles fréquents que tu fais entre la physique de la matière condensée (ou la physique moléculaire) et la physique des particules ont des limites, et cela se transforme souvent en métaphores "physico-solidiennes" inappropriée. Il en effet parfois possible de trouver certaines analogies entre les deux, je ne dirais pas le contraire, mais la mettre à toutes les sauces systématiquement n'est, à mon sens, pas un gage de bonne volonté, et peux laisser penser que tu as le souhait inavouer que la physique du solide explique tout ou permet de trouver un contre-argument facile à une chose bien établie (qui forcément sort du cadre de la physique du solide).

Pour en finir, il est clairement établit dans le cadre du modèle standart, que tous les bosons vecteurs des interactions fondamentales entres fermions sont des particules virtuelles (ce qui ne veux pas dire que elles seules le sont, cf annihilation d'une paire e⁺ e^- par exemple) et font donc parties de la réalité physique. Lorsqu'il y a interaction(ce qui est réel), il y a forcément une particule échangée (autant réelle que l'interaction). Cette particule est appelée "particule virtuelle" car elle est émise puis absorbée en un temps très court et qu'elle n'est pas sur couche de masse (off-shell), i.e que p² différent de m² (p la 4-impulsion, m étant nulle pour les bosons de jauges (à haute énergie pour les bosons W et Z)).
Il n'est pas nécessaire à priori de détecter les particules virtuelles vectrices de l'interaction pour se convaincre qu'elles existent effectivement (bien sûr on préfère le faire ! même si cette détection est indirecte comme dans le cas des bosons W et Z, et pour le moment seul le boson vecteur d'une interaction à longue portée est détectable directement, le photon), car par définition, elles sont l'interaction. Les particules virtuelles n'ont de virtuel que le nom.

[Karibou Blanc]

et peux laisser penser que tu as le souhait inavouer que la physique du solide explique tout ou permet de trouver un contre-argument facile à une chose bien établie

Il y a une ressemblence de formalisme (pour ne pas dire une identité formelle) entre la physique du solide et la physique des particules : la théorie quantique des champs. Le mécanisme de Higgs et d'un manière générale le théorème de Nambu-Goldstone sont inspirés de la physique du solide. Personnellement je trouve intéressant d'essayer de traduire en solide la physique des particules. Evidemment je suis d'accord avec ca a ses limites mais je crois qu'elles sont plus éloignées que ce que tu sembles penser.

Pour en finir, il est clairement établit dans le cadre du modèle standart, que tous les bosons vecteurs des interactions fondamentales entres fermions sont des particules virtuelles

Je ne vois pas ou tu veux en venir. Je crains qu'on en revienne à la meme chose. L'image que tu décris est la théorie des perturbations. Si l'interaction avait été forte à l'échelle électrofaible, on aurait sans doute jamais dit qu'il existe un Z et un W, ou du moins cela aurait pris beaucoup plus de temps et d'effort pour réaliser que l'interaction était véhiculée par ces bosons.
Prends QCD par exemple, si la physique nucléaire ne nous avez pas appris qu'il existe des hadrons à basse énergie, alors la couplage fort de la théorie dans ce régime ne nous aurait jamais permis de le deviner et on aurait pas compris grand chose à cette interaction. A moins que des calculs sur réseau (que tu trouves abscon, et qui ne les trouverait pas lorsqu'on est familier de la gentillesse du dév perturbatif, mais ils ne sont pas moins dépourvus de sens physique) ne disent qu'il semble exister des états liés.
Le probleme est qu'aujourd'hui on ne sait définir correctement une théorie qu'en couplage faible.

et font donc parties de la réalité physique.

Je ferais attention à l'utilisation de cette locution, car il est difficile de la définir clairement, et au final son usage obscurcit le discours. Sinon, le W et le Z sont des choses "éprouvés" au niveau expérimental en grande partie grace au fait que la théorie électrofaible est en couplage faible à basse énergie.

, m étant nulle pour les bosons de jauges (à haute énergie pour les bosons W et Z)).

Attention, les Z et W sont toujours massif à haute énergie car la symétrie est toujours brisée spontanément par le vide, indépendamment de celle-ci. Ce qui se passe au dessus de 100, c'est que cette masse commence à devenir négligeable devant l'énergie dans le centre de masse (mais formellement elle n'est pas nulle), ainsi le Z par exemple se comporte exactement comme un photon + des termes en (mZ/E)^n>0 sous-dominants.

Il n'est pas nécessaire à priori de détecter les particules virtuelles vectrices de l'interaction pour se convaincre qu'elles existent effectivement

[Coincoin]

[mmy]Ça veut dire quoi "exister" ?

Question bonus : définir "particule réelle" et "particule virtuelle" ?[/mmy]

[Karibou Blanc]

Je ne sais pas quelle énergie ont ces photons virtuels échangés lors de l'interaction électromagnétique Tu vas sans doute me le dire…

En gros, l'énergie du photon virtuel est autour de l'énergie dans le centre de masse de la diffusion d'un électron sur un autre. Si les deux particules sont au repos, cela vaut alors 2m_e soit un peu plus d'1MeV. C'est un million de fois plus en gros que la première raie de l'hydrogène (qques eV).

[mariposa]

le fait que des grandeurs physiques soient quantifiées ne signifient pas que la notion de "particules quantiques" soient viables dans toutes les situations

A quoi tu penses quand tu écris cela.

elles ne sont pas toujours définissables.

Même question que precedemment.

ce dont je parle c'est le fait que si tu vas plus loin dans la QFT moderne (approche algébrique inévitable pour la QFT en espace-temps courbe par exemple), diverses choses te montrent qu'il est important de travailler directement avec le champ (voire les observables) et non avec ses excitations qui ne sont pas des "objets physiques fondamentaux"... la QFt que tu as en tête est très gentille car elle repose sur des propriétés hautement symétriques (espace-temps de Minkowski ou galiléen) grâce auxquelles on peut définir les particules (cf. les représentations des groupes). Mais il est nécessaire d'aller au-delà de cette approche "simple" et cela se fait en renonçant à la notion de particule (d'ailleurs généralement on parle de "corpuscules" quand on fait référence aux tites boules newtoniennes les "particules" étant quantiques dans la langue physique usuelle).

OK. Rien à redire, à tout cela. la QFT standard s'appuie sur le groupe de Poincaré auquel on peut étendre la supersymétrie. Tout cela est contenu dans les 3 tomes de Weinberg.

on peut jouer à essayer de donner un sens à tout ça en se raccrochant à des concepts "usuels" (et ça marche dans certains cas précis, en particulier s'il existe des symétries même si elles sont uniquement asymptotiques), mais de manière plus générale le problème est plus complexe et requiert de renoncer au langage en termes de particules...

Cela me semble logique puisqu'une particule quantique possède les attributs d'une particule classique (Energie, quantité de mouvement, moment cinétique) grace aux invariances correspondantes qui sont perdues en espace courbe. Intuitivement on doit pouvoir tenir compte de la courbure (quand elle est modeste) sous la forme d'une durée de vie. Oui, non?

Sur le fond il est donc logique que le concept de particule disparaisse et que le concept de champ reste.

Au passage: Pourrais-tu me citer 1 ou 2 livres de références concernant QFT en espace courbe? (il semble que je ne possède rien sur la question)

mais rien qu'en restant dans le simple cadre du modèle standard, la "réalité" des "particules réelles" souffre quand même un peu avec divers phénomènes comme la violation de P par l'interaction faible (qui pousse à considérer que ce que l'on appelle un électron est en fait une sorte de mélange entre deux "particules") ou encore les oscillations des neutrinos qui poussent à différencier les états de saveurs des états de masse...

Le fait qu'il y ait mélange de A et B et évolution temporelle prouve prouve que les "vrais" particules sont les 2 mélanges et non la base des états dans lesquelles sont décrites. Non?

et je ne reviendrai pas sur l'interprétation par les intégrales de chemin de la QFT qui change pas mal le "sens à donner" aux particules virtuelles... (on en a déjà discuté et tu ne souhaites pas écouter ce qui ne va pas dans ton sens).

Tu te méprends sur mes intentions. Alors quel est le sens des particules virtuelles dans le contexte des intégrales de chemin?

[mariposa]

Bonsoir,

il y a une confusion ici entre le fait de présenter la notion de particule virtuelle à travers la théorie des pertubations (ou par l'intégrale de chemins), et ensuite de trouver des cas qui n'ont plus grand chose à voir avec le sujet initial où elle n'est pas applicable. Les parallèles fréquents que tu fais entre la physique de la matière condensée (ou la physique moléculaire) et la physique des particules ont des limites, et cela se transforme souvent en métaphores "physico-solidiennes" inappropriée. Il en effet parfois possible de trouver certaines analogies entre les deux, je ne dirais pas le contraire, mais la mettre à toutes les sauces systématiquement n'est, à mon sens, pas un gage de bonne volonté, et peux laisser penser que tu as le souhait inavouer que la physique du solide explique tout ou permet de trouver un contre-argument facile à une chose bien établie (qui forcément sort du cadre de la physique du solide).

Bonjour,

quand je ramène un problème à un autre ce n'est pas fondée sur une métaphore mais par la médiation du langage de la physique qui est le langage mathématique.

Je prend un exemple lié à la structure mathématique en rapport avec le calcul de perturbation.

-------------------------------------------------------------------------
Soit un système physique possédant un spectre discret |0> |1> |3>.. etc..

On s'interesse a la transition optique de |0> vers |1> cette transition est controlée par l'élément de matrice <1|r.|0>. Supposons que cet élément de matrice soit nul pour des raisons de symétrie.

Dans ce cas il faut faire un calcul au second ordre et l'on aura une somme sur "n" d'élements de matrice de la forme:

<1|r|n><n|r|0>

avec au dénominateur des énergies d'autant plus élevées que n est grand.

On pourrait interpreter la transition comme étant:

Une absortion optique virtuelle de |0> vers |n>

suivit d'une émission optique virtuelle de |n> vers |1>

Bien entendu personne n'a jamais écrit que ces transitions intermédiaires étaient réelles. D'ailleurs toutes les transitions se font en parallèles, il s'agit tout simplement du principe de superposition.

Par contre les éléments de matrice de type <n|r|0>décrivent également des vrais transitions optiques réelles mais une seule à la fois.

Il est facile de comprendre la structure des diagrammes de Feymann sur ce simple exemple qui est à la base de cacul de perturbation de la MQ.

Les états transitions intermédiaires vers les n deviennent les lignes internes des diagrammes de Feymann.

Par exemple dans une correction de Lamb shift (écart au potentiel Coulombien en 1/r) les étas excités |n> deviennent des paires virtuels électrons-positrons relié par des lignes de photon virtuels etc..


Pour le même prix il est facile de voir qu' a travers ce type de calcul on a une ébauche de l'intégrale de chemins.

Il "suffit" de faire un calcul à tous les ordres (et non seulement au second ordre) sur un spectre continu d'état ponctuels (distributions);

[vaincent]

Il y a une ressemblence de formalisme (pour ne pas dire une identité formelle) entre la physique du solide et la physique des particules : la théorie quantique des champs. Le mécanisme de Higgs et d'un manière générale le théorème de Nambu-Goldstone sont inspirés de la physique du solide. Personnellement je trouve intéressant d'essayer de traduire en solide la physique des particules. Evidemment je suis d'accord avec ca a ses limites mais je crois qu'elles sont plus éloignées que ce que tu sembles penser.

bonjour,

je ne comprend pas vraiment ta dernière phrase qui semble contredire les 2 premières ?

Je ne vois pas ou tu veux en venir. Je crains qu'on en revienne à la meme chose. L'image que tu décris est la théorie des perturbations

ma vision des choses est peut-être naïve, mais pour moi lorsqu'il y a interaction entre 2 fermions, théorie des perturbation ou pas, un boson(ou champs) vecteur de l'interaction est échangé, que le couplage soit fort ou faible. Est-ce-que tu es d'accord avec ça ?

[vaincent]

Bonjour,

quand je ramène un problème à un autre ce n'est pas fondée sur une métaphore mais par la médiation du langage de la physique qui est le langage mathématique.

Je prend un exemple lié à la structure mathématique en rapport avec le calcul de perturbation.

-------------------------------------------------------------------------
Soit un système physique possédant un spectre discret |0> |1> |3>.. etc..

On s'interesse a la transition optique de |0> vers |1> cette transition est controlée par l'élément de matrice <1|r.|0>. Supposons que cet élément de matrice soit nul pour des raisons de symétrie.

Dans ce cas il faut faire un calcul au second ordre et l'on aura une somme sur "n" d'élements de matrice de la forme:

<1|r|n><n|r|0>

avec au dénominateur des énergies d'autant plus élevées que n est grand.

On pourrait interpreter la transition comme étant:

Une absortion optique virtuelle de |0> vers |n>

suivit d'une émission optique virtuelle de |n> vers |1>

Bien entendu personne n'a jamais écrit que ces transitions intermédiaires étaient réelles. D'ailleurs toutes les transitions se font en parallèles, il s'agit tout simplement du principe de superposition.

Par contre les éléments de matrice de type <n|r|0>décrivent également des vrais transitions optiques réelles mais une seule à la fois.

Il est facile de comprendre la structure des diagrammes de Feymann sur ce simple exemple qui est à la base de cacul de perturbation de la MQ.

Les états transitions intermédiaires vers les n deviennent les lignes internes des diagrammes de Feymann.

Par exemple dans une correction de Lamb shift (écart au potentiel Coulombien en 1/r) les étas excités |n> deviennent des paires virtuels électrons-positrons relié par des lignes de photon virtuels etc..


Pour le même prix il est facile de voir qu' a travers ce type de calcul on a une ébauche de l'intégrale de chemins.

Il "suffit" de faire un calcul à tous les ordres (et non seulement au second ordre) sur un spectre continu d'état ponctuels (distributions);

et c'est repartit.....................

[Rincevent]

A quoi tu penses quand tu écris cela.

simplement au fait que ce dont on ne peut que difficilement nier l'existence c'est le résultat d'une mesure, mais que tout ce qui concerne l'interprétation via une modélisation, fût-elle à base de champs ou de particules, n'est que modélisation.

Même question que precedemment.

si tu n'as pas de groupe de symétrie pour ton espace-temps, tu ne peux pas définir une "particule" puisque celle-ci est un état libre asymptotique.

Intuitivement on doit pouvoir tenir compte de la courbure (quand elle est modeste) sous la forme d'une durée de vie. Oui, non?

dans certains cas limites, mais pas de manière générale. Sans parler du fait que l'absence d'observateurs privilégiés donne une sorte "d'existence physique" aux transformations de Bogoliubov, illustrant par là que les champs sont moins irréels que les "particules"...

Au passage: Pourrais-tu me citer 1 ou 2 livres de références concernant QFT en espace courbe? (il semble que je ne possède rien sur la question)

Wald a écrit un livre assez court sur le sujet (et la thermo des trous noirs) ainsi que divers articles que tu trouveras sur arxiv...

Le fait qu'il y ait mélange de A et B et évolution temporelle prouve prouve que les "vrais" particules sont les 2 mélanges et non la base des états dans lesquelles sont décrites. Non?

les mélanges eux-même évoluent au cours du temps. Dans cette situation y'a rien de constant: ni un état de saveur ni un état de masse ne restera ce qu'il est.

Alors quel est le sens des particules virtuelles dans le contexte des intégrales de chemin?

je sais pas mais en tous cas, une chose est sûre : si on se place avec comme "postulat de base" l'intégrale de chemin, toutes les "situations virtuelles intermédiaires" ont une sorte "d'existence physique" et ne sont pas juste des outils de calculs valables uniquement dans un cadre perturbatif... quant aux particules associées à ces états virtuels, elles n'ont pas moins "d'existence" que celles qu'on utilise dans le cadre de la physique... toutes sont des "modèles" permettant de rendre compte de phénomènes et placés au même niveau d'existence dans le cadre de la formulation de Feynman de la QFT...

[mariposa]

et c'est repartit.....................

Bonjour,

Pourquoi repartir....

Tu a écris explicitement que je pratiquais de la métaphore solidienne, que je pourrais prendre cela pour du mépris.

Je te démontre mathématiquement ce que sont les diagrammes de Feymann dans un contexte de théorie de perturbations de MQ classique. L'avantage est que tous ceux (et celles) qui ont fait, ou fond, de la MQ "ordinaire" et qui ne connaissent pas les diagrammes de Feymann peuvent comprendre.

Alors il serait honnète que tu critiques ce que j'ai écrit et montrer en quoi cela est éronné. A moins que tu considérés que la QFT transcende la MQ et que je genre de raisonnement c'est de la pacotille.

J'attends avec impatience de la contre argumentation.

[Rincevent]

L'avantage est que tous ceux (et celles) qui ont fait, ou fond, de la MQ "ordinaire" et qui ne connaissent pas les diagrammes de Feymann peuvent comprendre.

l'inconvénient étant toutefois que tu te places dans le cadre d'une utilisation spécifique de techniques diagrammatiques en laissant ainsi croire que ce cas particulier permet d'arriver à une conclusion générale...

histoire d'être encore "plus convainquant", tu aurais même pu dire qu'on peut faire du calcul perturbatif à base de graphs de Feynman rien qu'en restant dans de l'hydrodynamique classique...


il ne faut pas confondre l'utilisation des graphes de Feynman (qui est quelque chose de très général et qui s'adapte à toutes sortes de problèmes) avec le sens physique attaché aux particules virtuelles quand on se place dans le cadre de la formulation à la Feynman de la QFT...

[mariposa]

bonjour,

je ne comprend pas vraiment ta dernière phrase qui semble contredire les 2 premières ?

Je crois comprendre que Karibou dit que les connexions entre physique des particules élémentaires et physique du solide sont très profondes (beaucoup plus que tu ne le crois). Les 2 domaines se nourissent l'un de l'autre depuis l'origine.

Pour ne prendre qu'1 exemple dans chaque sens, tout ce qui concerne les transitions de phase ont des transpositions en physique des particules élémentaires (c'est ce qu'a mentionné Karibou). Dans l'autre sens la technologie mathématique du groupe de renormalisation est devenue de la théorie physique en physique du solide (les classes d'universalités).


Plus rigolo: la physique du graphène. Dans ce cas les électrons ont une masse nulle et obéissent à l'équation de Dirac. Plus fort encore en presence de champ magnétique la physique est décrite dans le langage de la supersymétrie. Autrement dit il y a des preuves de supersymétrie en physique du solide alors que celle-ci n'existe pas en physique des particules élémentaires. Etonnant!

Encore mieux les travaux de Witten sur la théorie topologique des champs ont des applications concretes dans le cas de l'effet Hall quantique fractionnaire, ce qui n'est pas le cas en particules élémentaires.

J'espère ainsi avoir attirer ton attention sur les développement de physique hors du cadre des particules élémentaires et que tous les domaines se nourrissset les uns des autres.

[mariposa]

"...

Wald a écrit un livre assez court sur le sujet (et la thermo des trous noirs) ainsi que divers articles que tu trouveras sur arxiv...

Merci

les mélanges eux-même évoluent au cours du temps. Dans cette situation y'a rien de constant: ni un état de saveur ni un état de masse ne restera ce qu'il est.

Ce qui veut dire qu'expérimentalement les états observés ne sont pas des états propes de l'Hamiltonien du tout.

je sais pas mais en tous cas, une chose est sûre : si on se place avec comme "postulat de base" l'intégrale de chemin, toutes les "situations virtuelles intermédiaires" ont une sorte "d'existence physique" et ne sont pas juste des outils de calculs valables uniquement dans un cadre perturbatif...

J'ai justement presque "démontré" dans un post précedent en partant d'une théorie de perturbation au second ordre que les transitions virtuelles vers les états excités devenaient dans le contexte des intégrales de chemins un petit bout de chemin, donc une transition virtuelle. Hors a quoi ca sert de dire que pour aller de A à B on effectue des transitions virtuelles cad que l'on emprunte une infinité de chemins simultanément. Cela devient royalement fumeux. ce qui est par contre précis et à la source des fondements de la MQ est qu'il s'agit tout simplement d'une representation particulière du principe de superposition

quant aux particules associées à ces états virtuels, elles n'ont pas moins "d'existence" que celles qu'on utilise dans le cadre de la physique... toutes sont des "modèles" permettant de rendre compte de phénomènes et placés au même niveau d'existence dans le cadre de la formulation de Feynman de la QFT...

Bien sur cela rend compte de physique. Nous sommes tous d'accord là-dessus. le problème est dans la signification de l'expression virtuelle.

En l'occurence quand dans une correction de Lamb on introduit dans les diagrammes de Feymann une paire électrons-trous virtuelles celle-ci apparait comme un état de base (un ket |> pour representer la perturbation. Et c'est bien là-dessus que nous sommes en désaccord. La plupart d'entre-vous considére cette paire virtuelle comme presque réelle alors que je m'efforce de démontrer qu'elle n'est qu'un état de base pour representer l'effet de la perturbation (en l'occurence la déformation du vide, cad la polarisation du vide).
---------------------------------------------------------------------------
D'ailleurs question annexe: Pourquoi appeler ces particules virtuelles?

Dans mon Larousse édition 2005: on lit:

VIRTUEL, ELLE. (du lat. virtus, force)

1- Qui n'est qu'en puissance; potentiel, possible.

2- PHILO.

3- OPT. Se dit d'une image dont les points se trouvent sur le prolongement des rayons lumineux et qui n'a donc pas de réalité matérielle. CONT: réel.

4- Qui concerne la simulation d'un environnement réel par des images de synthèse tridimensionnelles.

5- Particule virtuelle. En physique quantique, particule fictive permetant d'expliquer l'interactions l'interction entre quantons.


il est clair à travers ces exemples que le mot virtuel s'oppose au mot réel. Ce qui est virtuel n'est pas réel.

Quand à la définition de la particule quantique de Larousse (JM Lévy-Leblond quand même de l'influence sur la sémantique de la MQ) je suis évidemment d'accord et je pourrais la reprendre a mon compte cet en précisant que la particule fictive est representée mathématiquement par un élément de matrice de perturbation (dans la base du système non perturbé) qui est le même que la particule réelle. Autrement dit un même élément de matrice a un sens physique très différent selon le contexte physico-mathématique.

[mariposa]

l'inconvénient étant toutefois que tu te places dans le cadre d'une utilisation spécifique de techniques diagrammatiques en laissant ainsi croire que ce cas particulier permet d'arriver à une conclusion générale...

histoire d'être encore "plus convainquant", tu aurais même pu dire qu'on peut faire du calcul perturbatif à base de graphs de Feynman rien qu'en restant dans de l'hydrodynamique classique...


Il ne faut pas confondre l'utilisation des graphes de Feynman (qui est quelque chose de très général et qui s'adapte à toutes sortes de problèmes) avec le sens physique attaché aux particules virtuelles quand on se place dans le cadre de la formulation à la Feynman de la QFT...

Pour être encore plus général il est d'usage de representer un ensemble complexe d'équations par des graphes. Cela améliore la lisibilité et permet de s'organiser. On peut d'ailleurs s'inventer un langage. Il suffit de feuilleter des livres de physiques de solide (ou même de mathématiques pures) pour voir des choses qui font penser aux diagrammes de Feymann et qui n'en sont pas. Les dessins çà aide a visualiser des choses, a s'organiser. Par exemple Penrose manipule les tenseurs avec des representions graphiques qui dérivent de la théorie des neuds. Les diagrammes de Feymannn ne sont que des dessins representant des séries de perturbations. Le risque est énorme de vouloir trop faire dire à des dessins.

[vaincent]

Je crois comprendre que Karibou dit que les connexions entre physique des particules élémentaires et physique du solide sont très profondes (beaucoup plus que tu ne le crois). Les 2 domaines se nourissent l'un de l'autre depuis l'origine.

Pour ne prendre qu'1 exemple dans chaque sens, tout ce qui concerne les transitions de phase ont des transpositions en physique des particules élémentaires (c'est ce qu'a mentionné Karibou). Dans l'autre sens la technologie mathématique du groupe de renormalisation est devenue de la théorie physique en physique du solide (les classes d'universalités).


Plus rigolo: la physique du graphène. Dans ce cas les électrons ont une masse nulle et obéissent à l'équation de Dirac. Plus fort encore en presence de champ magnétique la physique est décrite dans le langage de la supersymétrie. Autrement dit il y a des preuves de supersymétrie en physique du solide alors que celle-ci n'existe pas en physique des particules élémentaires. Etonnant!

Encore mieux les travaux de Witten sur la théorie topologique des champs ont des applications concretes dans le cas de l'effet Hall quantique fractionnaire, ce qui n'est pas le cas en particules élémentaires.

J'espère ainsi avoir attirer ton attention sur les développement de physique hors du cadre des particules élémentaires et que tous les domaines se nourrissset les uns des autres.

je n'en doute pas, et je connais tout ces liens que tu as cité, mais l'utilisation de modèles théoriques similaires dans les 2 disciplines n'est souvent que formelle, alors que le fond lui est très différent. Je doute que les preuves de supersymétrie en physique du solide dont tu parles, soient une preuve que l'on a découvert des particules supersymétriques, comme par exemple les squarks et les sleptons. Les concepts sont différents car les systèmes physiques étudiés sont différents, cela n'empêche pas d'utiliser un formalisme commun. Par contre, quand un novice pose une question du domaine de la physique des particules, comme ici, je me garderais de lui sortir un exemple tiré de la physique du solide (ou alors à la fin pour montrer les pans communs du formalisme) car, même si le formalisme peut-être équivalent le fond lui est différent, et c'est donc pédagogiquement une erreur à mon sens. C'est une "technique" que tu appliques souvent dans différents fils sur la physique des particules, et je pense que cela embrouille plus les gens qu'autre chose.
Personnellement je ne juge pas la physique de la matière condensée, car je ne la connais pas suffisament pour me permettre d'avoir un quelconque avis sur tel ou tel point particulier du domaine. Si je le faisais, cela tiendrait plus de la subjectivité, d'un avis personnel sur des notions que je ne maîtrise pas assez, ce qu'inversement, tu ne te gènes pas de faire.

[vaincent]

D'ailleurs question annexe: Pourquoi appeler ces particules virtuelles?

Dans mon Larousse édition 2005: on lit:

VIRTUEL, ELLE. (du lat. virtus, force)

1- Qui n'est qu'en puissance; potentiel, possible.

2- PHILO.

3- OPT. Se dit d'une image dont les points se trouvent sur le prolongement des rayons lumineux et qui n'a donc pas de réalité matérielle. CONT: réel.

4- Qui concerne la simulation d'un environnement réel par des images de synthèse tridimensionnelles.

5- Particule virtuelle. En physique quantique, particule fictive permetant d'expliquer l'interactions l'interction entre quantons.


il est clair à travers ces exemples que le mot virtuel s'oppose au mot réel. Ce qui est virtuel n'est pas réel.

c'est clair que le sens commun donné à ce mot est le contraire de réel, mais les mots ne sont pas toujours à prendre au pied de la lettre en physique. L'héritage syntaxique y est souvent pour quelque chose. En QFT, les champs-particules """virtuelles""" ne sont pas moins """réelles""" que les champs-particules """réelles""", cela n'a d'ailleurs plus vraiment de sens de distinguer les unes des autres, mais voilà on a gardé le mot, c'est le poid de l'histoire.

A ce propos, pour rebondir sur ce que disait Karibou blanc, la réalité physique dont je parle n'a de sens qu'à travers le spectre d'une théorie modélisatrice de la nature des particules élémentaires en accord avec l'expérience. On ne verra jamais ces particules avec nos yeux, ni ne les sentiront sur notre peau (à part sous forme de chaleur!), ni les entendront,etc,..., cela va de soit.

[Karibou Blanc]

je ne comprend pas vraiment ta dernière phrase qui semble contredire les 2 premières ?

Ce que je voulais dire c'est que essayer de comparer ou traduire en solide la physique des particules a un sens car le formalisme est le meme. Maintenant il reste des différences, on ne parle pas exactement des memes systèmes physiques, meme on les traite (resout) avec les memes techniques. Ceci place les limites de comparaison entre les deux.

ma vision des choses est peut-être naïve, mais pour moi lorsqu'il y a interaction entre 2 fermions, théorie des perturbation ou pas, un boson(ou champs) vecteur de l'interaction est échangé, que le couplage soit fort ou faible. Est-ce-que tu es d'accord avec ça ?

Non. Car lorsque tu dis qu'un boson est echangé, tu as implicitement en tete un diagramme de Feynman avec une ligne ondulée joignant les deux fermions. Ca c'est précisément une image de la théorie des perturbations. Tu peux le faire seulement si le couplage est faible. S'il est fort cette image ne fonctionne plus. Tu peux postuler qu'il existe un boson vecteur si tu veux, mais tu n'auras plus aucun moyen de "prouver" son existence expérimentalement car l'approche perturbative n'est plus valide. A priori tu pourrais resommer tous les ordres en perturbation pour obtenir une prédiction (basée sur l'existence d'un boson vecteur) à comparer avec la mesure. Mais on ne sait pas encore faire ca. Ce que ca te dit est que les états fermion + boson vecteur ne sont pas les bons états de base pour développer la théorie en perturbations autour de ceux-ci. En ce sens, la "réalité physique" du boson vecteur devient très difficile à affirmer en couplage fort.

[Karibou Blanc]

la réalité physique dont je parle n'a de sens qu'à travers le spectre d'une théorie modélisatrice de la nature des particules élémentaires en accord avec l'expérience.

Encore une fois le spectre dont tu parles est celui des particules libres qui reste de "bons" états pour décrire les interactions lorsqu'elles sont en couplages faibles. Regarde par exemple QCD, le spectre est totalement différent à haute énergie (quarks+gluons) de celui à basse énergie (proton, neutron, pions...).
En fait, d'une manière générale, ce qu'on appelle une particule c'est un objet correspondant à une situation idéale sans interaction. Pour pouvoir définir une particule libre, il faut pouvoir prendre une limite (et sonder expérimentalement cette limite) ou l'interaction s'annule, donc une limite de couplage faible. La définition d'une particule n'a de sens que s'il existe une telle limite. C'est pourquoi, la "réalité physique" dont tu parles, ie l'existence de photon, de l'electron, des quarks, des W et Z, est intrinséquement liée au régime de couplage faible. Encore une fois si on n'avait jamais fait de physique nucléaire à haute énergie (couplage faible), on n'aurait jamais penser qu'il puisse exister des quarks.

[mariposa]

A ce propos, pour rebondir sur ce que disait Karibou blanc, la réalité physique dont je parle n'a de sens qu'à travers le spectre d'une théorie modélisatrice de la nature des particules élémentaires en accord avec l'expérience. On ne verra jamais ces particules avec nos yeux, ni ne les sentiront sur notre peau (à part sous forme de chaleur!), ni les entendront,etc,..., cela va de soit.

J'espère que tu auras le temps de te balader dans les labos et faire des manip qui comptent les photons.

Quand tu mets un haut parleur en fait de chaine de détection çà fait bip, bip, bip..... En plus le comportement Poisonnien des arrivées est conforme à la QED!. Bien entendu ce genre de manip ne fonctionne qu'avec des photons réels.

Personne n'a d'ailleurs envisagé de compter des photons virtuels parce que les expérimentateurs savent très bien qu'ils n'existent pas.


Encore plus fort par un dispositif mécanique on peut mesurer les impulsions des photons réels car ceux-ci exercent une pression réelle.

a contrario les particules virtuelles exercent une pression virtuelle dans des manips virtuelles faites par des chercheurs virtuels qui publient virtuellement.

Ce qui va de soit est le fait que les particules réelles sont appréhendés expérimentalement, ce qui n'est évident pas le cas des particules virtuelles qui même en principe ne peuvent être mesurées.

[vaincent]

Non. Car lorsque tu dis qu'un boson est echangé, tu as implicitement en tete un diagramme de Feynman avec une ligne ondulée joignant les deux fermions. Ca c'est précisément une image de la théorie des perturbations. Tu peux le faire seulement si le couplage est faible. S'il est fort cette image ne fonctionne plus. Tu peux postuler qu'il existe un boson vecteur si tu veux, mais tu n'auras plus aucun moyen de "prouver" son existence expérimentalement car l'approche perturbative n'est plus valide. A priori tu pourrais resommer tous les ordres en perturbation pour obtenir une prédiction (basée sur l'existence d'un boson vecteur) à comparer avec la mesure. Mais on ne sait pas encore faire ca. Ce que ca te dit est que les états fermion + boson vecteur ne sont pas les bons états de base pour développer la théorie en perturbations autour de ceux-ci. En ce sens, la "réalité physique" du boson vecteur devient très difficile à affirmer en couplage fort.

à vrai dire, je m'attendais à cette réponse et j'èspèrais que tu me dises quelle est ta représentation d'une interaction en couplage fort.
Mais avant cela, est-ce-que tu serais près à dire que cela n'a plus de sens de parler des bosons de jauges comme vecteurs des interactions fondamentale dans le domaine non-perturbatif ? Ces particules "n'existeraient" -elles alors uniquement qu'en régime de faible diffusion ?

[mariposa]

c'est clair que le sens commun donné à ce mot est le contraire de réel, mais les mots ne sont pas toujours à prendre au pied de la lettre en physique. L'héritage syntaxique y est souvent pour quelque chose. En QFT, les champs-particules """virtuelles""" ne sont pas moins """réelles""" que les champs-particules """réelles""", cela n'a d'ailleurs plus vraiment de sens de distinguer les unes des autres, mais voilà on a gardé le mot, c'est le poid de l'histoire.

Est-ce que tu t'es posé la question pourquoi un jour des physiciens ont introduit la notion de particules virtuelles? Avec un peu de bon sens le plus élémentaire, me semble-t-il, si ces physiciens avaient pensé que ces particules étaient réelles ils ne les auraient pas appelée virtuelles. L'appelation virtuelle n'est pas une maladresse, c'est un choix délibéré.

Il serait d'ailleurs intéressant de connaître les noms des auteurs.