Particule/antiparticule et gravitation

[invite473b98a4]

Bonjour, j'aurais une question stupide, les paires partcules antiparticules du vide quantique tombent -elles dans un champs de pesanteur?
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
Ce sont des particules virtuelles. Donc, elles tombent "virtuellement".
Plus sérieusement, la question n'a pas de sens. Ce ne sont pas de particules réelles et leur durée de vie est telle qu'elles ne tomberaient pas très longtemps.
Au revoir.

[invite473b98a4]

merci, c'est parce que je lis des choses comme ça:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Particu...s_r.C3.A9elles
où il est dit qu'il n'y a pas de différences entre les virtuelles et les réelles. D'ailleurs ils disent que toutes les particules peuvent disparaitre, même les réelles, mais seulement on considère souvent que leur temps de vie est énorme.J'ai aussi entendu parler du rayonnement de hawking où les particules virtuelles deviennent réelles, et que ça me tarraude de savoir si dans un champ de gravité "normal", elles retournent dans le vide avec plus d'énergie, due à leur chute.

[invite6dffde4c]

... et que ça me tarraude de savoir si dans un champ de gravité "normal", elles retournent dans le vide avec plus d'énergie, due à leur chute.

Re.
S'il y une chose dont vous pouvez être sûr est que l'énergie se conserve. Elle ne peut pas disparaître ou se créer avec ou sans la complicité des particules virtuelles.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite473b98a4]

ah mais je dis pas le contraire, y a un truc un peu magique dans le rayonnement de hawking, c'est qu'en absorbant une des particules des paires et en éjectant une, le trou noir arrive à s'évaporer, c'est à dire à faire diminuer son champ de pesanteur, je me demande donc où va donc l'énergie accumulée par les particules virtuelles dans le cas où elles tomberaient, ou plutôt, puisque un champ de gravité ne diminue pas avec le temps, comment les particules lui redonnent.

[Pio2001]

Bonjour, j'aurais une question stupide, les paires partcules antiparticules du vide quantique tombent -elles dans un champs de pesanteur?

Oui, elles tombent, et ce n'est pas une question stupide, puisque c'est leur chute derrière l'horizon du trou noir, causée par le poids de leur masse-énergie, qui est à l'origine du rayonnement Hawking.

ça me tarraude de savoir si dans un champ de gravité "normal", elles retournent dans le vide avec plus d'énergie, due à leur chute.

Dans le cas de particules massives, elle ont acquis de l'énergie cinétique pendant leur chute, mais elles ont perdu de l'énergie potentielle. Le bilan est nul. Il faudrait peut-être définir l'énergie potentielle de pesanteur associée à la masse-énergie du vide quantique pour faire un bilan propre.

Pour des particules de masse nulle, la vitesse est fixe et égale à celle de la lumière. Elles "bleuissent" en tombant, à cause de l'effet Doppler gravitationnel, qui augmente leur impulsion. Elles ont perdu autant d'énergie potentielle que celles qui ont une masse.

y a un truc un peu magique dans le rayonnement de hawking, c'est qu'en absorbant une des particules des paires et en éjectant une, le trou noir arrive à s'évaporer, c'est à dire à faire diminuer son champ de pesanteur.

Oui, c'est assez tordu comme mécanisme. Moi ce qui me travaille, c'est comment des particules qui rentrent dans le trou noir peuvent faire diminuer sa masse ! Normalement, à chaque fois qu'une particule rentre, la masse du trou noir devrait augmenter !

[invité576543]

Moi ce qui me travaille, c'est comment des particules qui rentrent dans le trou noir peuvent faire diminuer sa masse ! Normalement, à chaque fois qu'une particule rentre, la masse du trou noir devrait augmenter !

Ce que j'en ai compris (pour ce que cela vaut):

C'est une "particule virtuelle" d'énergie négative, elle s'annihile (au sens propre, pas au sens e+ + e-) avec une particule réelle dans le trou noir, pour donner "rien". Au bilan, une particule de moins dans le trou noir. Autre compréhension : c'est un effet tunnel, au bilan une particule du trou noir en est sorti par effet tunnel.

Cordialement,

[Pio2001]

C'est vrai que quand deux particules virtuelles s'annihilent, cela ne donne rien. Je n'y avais pas pensé.

[invité576543]

Le mot "annihiler" a été dévoyé en physique, on parle trop souvent d'annihilation pour parler de ce qui n'est à bien regarder qu'une réaction comme une autre. C'est gênant dans quelques cas...

Cordialement,

[invitefba4de8c]

Re.
S'il y une chose dont vous pouvez être sûr est que l'énergie se conserve.

Le fil et les réponses apportées sont très intéressantes. (Ca c'est fait )

Aussi est ce que la conservation d'énergie est réellement un principe fondamental pour la physique moderne en particulier pour la théorie quantique des champs ?

Concrètement dans ces nouvelles théories ne ne serait il pas plus juste de dire que l'énergie d'un système se conserve en moyenne dans l'espace-temps, c'est à dire qu'il existe une distance ou un temps suffisant pour que cela se produise; et habituellement des temps ou distance proche des dimensions de Planck ?

Ainsi le système peut emprunter des quantas d'énergie pour réaliser une interaction pour le restituer ensuite.

[invité576543]

Concrètement dans ces nouvelles théories ne ne serait il pas plus juste de dire que l'énergie d'un système se conserve en moyenne dans l'espace-temps, c'est à dire qu'il existe une distance ou un temps suffisant pour que cela se produise

On peut être plus précis : la notion d'énergie n'a de sens que pour un système présentant une stabilité de structure durant suffisamment longtemps. C'est une simple conséquence de l'indétermination de Heisenberg ΔEΔt>h (et c'est cette relation qui permet d'évaluer les cas dans lesquels la notion d'énergie s'applique, pas l'échelle de Planck).

Cela ne demande pas d'invoquer de nouvelles théories, c'est une conséquence de la physique quantique et de la conjugaison durée/énergie. On peut dire la même chose pour quantité de mouvement/distance par exemple.

Quand on parle de conservation de l'énergie dans une réaction, on compare l'énergie mesurée pendant une période de stabilité précédant la réaction et l'énergie mesurée pendant une période de stabilité succédant à l'énergie. La notion d'énergie pendant la réaction n'est pas définie ni mesurable précisément.

Cordialement,

[invitefba4de8c]

Je n'avais en tête de l'incertitude de Heisenberg que ça forme "quantité de mouvement/distance" ou plutôt vitesse/position mais là en effet tout s'éclaire: ΔEΔt>h/2 , ou plutôt ça en devient incroyable que la mécanique quantique soit justement possible car on constate théoriquement cette incertitude.

Mais alors comment interprète-t-on le principe de moindre action qui semble diriger toute les théories physiques connues mais surtout la nature des événements si on passe par des événements transitoirement plus énergétiques ?

[invité576543]

Mais alors comment interprète-t-on le principe de moindre action qui semble diriger toute les théories physiques connues mais surtout la nature des événements si on passe par des événements transitoirement plus énergétiques ?

L'action reste définie dans les transitoires, justement. C'est un peu (de très loin) comme l'énergie d'un impact : parler de force pendant l'impact est difficile; par contre le produit force x déplacement (une énergie) est bien défini, on mesure donc un impact en Joule. Ici, parler de l'énergie ou de la durée d'une interaction est difficile (non mesurable précisément), mais le produit, une action, reste utilisable.

D'une certaine manière, l'énergie d'un système (on ne parle pas de transfert d'énergie ici) est un taux stable de modification de l'action, E = dA/dt.

Cordialement,

[invité576543]

Je n'avais en tête de l'incertitude de Heisenberg que ça forme "quantité de mouvement/distance" ou plutôt vitesse/position

HS, opinion personnelle : l'indétermination de Heisenberg ne devrait jamais être présentée sous la forme vitesse/position; à toujours remplacer par "quantité de mouvement/distance", qui est bien, elle, une paire de variables conjuguées. Cela se généralise à d'autres paires conjuguées notamment "moment cinétique/angle"

Cordialement,

[invite473b98a4]

Ca me convient mieux comme réponses, comme quoi il faut être patient et tenace.

Il faudrait peut-être définir l'énergie potentielle de pesanteur associée à la masse-énergie du vide quantique pour faire un bilan propre.

Pour des particules de masse nulle, la vitesse est fixe et égale à celle de la lumière. Elles "bleuissent" en tombant, à cause de l'effet Doppler gravitationnel, qui augmente leur impulsion. Elles ont perdu autant d'énergie potentielle que celles qui ont une masse.

Oui c'était ce genre de questions qui me travaillaient, mais le coup de l'effet tunnel n'est pas mal, ça permet de se passer d'une interaction du vide avec le champ, ça ne résout pas trop le cas "sans trou noir". Par contre le trou noir devrait absorber autant d'électrons que de positrons, et donc autant d'énergie positive que négative, d'où un bilan nul, enfin à première vue comme ça.

Autre chose : la déviation des photons, doit bien s'appliquer aux photons du vide, a-t-on une pression de radiation supérieure sur le dessus d'une plaque et inférieure en dessous? Je m'explique, un photon qui part avec un angle proche de pi/2 d'une plaque de métal peut "retomber" sur la plaque (si le champ est très très fort) alors qu'un photon partant du dessous devrait s'éloigner, d'où variation de la pression de radiation, c'est un peu casimir mais pas tellement.
D'ailleurs c'est un peu HS aussi mais je me suis toujours demandé comment des photons, dont on dit qu'ils ne sont "pas forcément entiers" (va savoir ce que ça veut dire) arrivent à avoir des modes propres.

On peut être plus précis : la notion d'énergie n'a de sens que pour un système présentant une stabilité de structure durant suffisamment longtemps. C'est une simple conséquence de l'indétermination de Heisenberg ΔEΔt>h

Vous voulez dire la notion de conservation de l'énergie n'a de sens que pour... En fait Heisenberg, c'est un Noether plus général non?

[invité576543]

autant d'électrons que de positrons, et donc autant d'énergie positive que négative, d'où un bilan nul, enfin à première vue comme ça.

Non! L'énergie d'un électron ou d'un positron est de même signe (positif). La notion d'anti-particule est "fausse" (c'est anti pour tout sauf l'énergie), et c'est lié à ce que je disais sur le dévoiement de la notion d'annihilation (un électron et un positron ne s'annulent pas l'un l'autre, c'est une réaction donnant des photons). Corrélativement, une paire virtuelle n'est pas une paire au sens particule/"anti-particule" avec le sens usuel à anti-particule.

Vous voulez dire la notion de conservation de l'énergie n'a de sens que pour...

Je voulais bien dire énergie. Chercher à détailler l'énergie lors d'une réaction pendant un temps extrêmement court n'a pas de sens, à cause de l'indétermination de Heisenberg.

Un parallèle est la notion de "fréquence instantanée" d'un signal. Elle n'est simplement pas définie, pas de sens. Parler d'une fréquence f demande une durée d'observation non négligeable devant 1/f.

En fait Heisenberg, c'est un Noether plus général non?

Je ne vois pas en quoi. La relation est la quantification de l'action. Le théorème de Noether permet d'exhiber des paires de variables conjuguées (le générateur de groupe de symétrie de l'action et l'invariant qui va avec), dont le produit a par définition comme grandeur l'action.

La quantification de l'action entraîne l'indétermination du produit ΔaΔb, a et b étant des variables conjuguées "Noetheriennes".

Il y a une relation, mais ce sont deux notions distinctes.

Cordialement,

[Pio2001]

a-t-on une pression de radiation supérieure sur le dessus d'une plaque et inférieure en dessous? Je m'explique, un photon qui part avec un angle proche de pi/2 d'une plaque de métal peut "retomber" sur la plaque (si le champ est très très fort) alors qu'un photon partant du dessous devrait s'éloigner, d'où variation de la pression de radiation, c'est un peu casimir mais pas tellement.

Comme sur la figure 1 ? En effet, la géométrie de la pression de radiation est assez perturbée. Mais il faut bien se dire que toute la géométrie est complètement sans dessus-dessous, près d'un trou noir !

J'avais lu un article très sympathique dans Pour la Science, de chercheurs qui avaient démontré que lorsqu'on orbite suffisament près d'un trou noir, la force centrifuge est dirigée vers l'intérieur du mouvement au lieu de l'extérieur !
Il existe en effet une distance à laquelle un photon dont la trajectoire est perpendiculaire à la direction du trou noir va, du fait de la courbure de sa trajectoire, tourner autour du trou noir. Si on se place à cette distance et qu'on construit un couloir qui fait le tour du trou noir, comme les photons tournent dedans sans heurter les murs, on le verrait droit.
Et si on était encore plus près, on le verrait qui tourne à l'opposé du trou noir ! A ce stade, le trou noir nous semblerait occuper plus de la moitié du ciel.

Par conséquent, cette histoire de "plaque" devient assez ambigüe, car on ne sait plus très bien ce qui est plat et ce qui ne l'est pas, dans cet espace-temps tout tordu.

C'est pourquoi je propose la deuxième figure, qui représente la même plaque, le même trou noir et les mêmes rayons lumineux, sauf que j'ai tout déformé pour que les rayons lumineux soient rectilignes.
Ce n'a peut-être pas beaucoup de sens, mais cela illustre le fait que la différence entre les pressions de radiation d'un côté et de l'autre n'ont rien de fondamental. Cela traduit simplement le fait que la notion de "côté d'une plaque" n'a plus vraiment le même sens que dans un espace-temps plat.

[invite473b98a4]

En fait je pensais à un photon dans n'importe quel champ de pesanteur, même si l'espace n'est pas asse courbé pour faire "tomber" totalement un photon vers le corps, il dévie un peu sa trajectoire, et le photon arrive de toute façon "plus perpendiculairement" au dessus, alors qu'en dessous, il arriverait "plus horizontalement", mais c'est vrai que comme les "plaques" sont elles aussi tordues ça n'a peut-être pas trop de sens.

Pour ce qui est des paires je tiens mon propos de
http://fr.wikipedia.org/wiki/Particu...t_interactions
je cite: "La solution de Dirac fut d'imaginer que tous les états d'énergie négative étaient occupés (la mer de Dirac) et d'invoquer le principe d'exclusion de Pauli pour expliquer que les électrons "observables" ne tombent pas dans des états d'énergie négative. De plus, si on excite un électron de la mer de Dirac cela laisse un "trou" qui se comporte exactement comme un électron de charge positive, un positron. Ce fut la première prédiction de l'existence de l'antimatière.
Toutefois cette théorie n'est pas entièrement satisfaisante car elle ne marche que pour les fermions. La bonne approche consiste à changer carrément son fusil d'épaule et à s'attaquer directement à une formulation de la théorie autorisant un nombre variable de particules (ce qui est d'ailleurs naturel dans un contexte relativiste) et à réinterpréter les états d'énergie négative comme des états d'énergie positive de particules d'antimatière (voir la théorie des champs)."
fin de citation.

D'où énergie négative, d'autant que dans le fil quelqu'un d'autre en a parlé

C'est une "particule virtuelle" d'énergie négative, elle s'annihile (au sens propre, pas au sens e+ + e-) avec une particule réelle dans le trou noir, pour donner "rien". Au bilan, une particule de moins dans le trou noir. Autre compréhension : c'est un effet tunnel, au bilan une particule du trou noir en est sorti par effet tunnel.

Cordialement,

Mais je crois avoir compris bêtement puisque l'une est forcément l'antiparticule de l'autre, on a deux particules créées, une d'énergie positive, l'autre négative, et elles peuvent être soit positron, soit électron, et c'est celle d'énergie négative, (qui est soit un électron soit un positron) qui tombe dedans. désolé je pensais que c'était réservé à une espèce, ça m'avait déjà choqué.
D'ailleurs wikipedia dit:

De façon heuristique, l'énergie de la paire particule anti-particule, mesurée par un observateur situé loin du trou noir est négative, du fait que les deux particules sont piégées dans le puits de potentiel du trou noir. De façon schématique, il est possible que la répartition d'énergie au sein de la paire particule anti-particule donne à l'une des deux une énergie qui serait considérée comme positive par un observateur distant, c'est-à-dire lui permettant de s'échapper de son champ gravitationnel. Dans un tel cas, l'absorption de l'autre particule peut être vue comme l'absorption d'une particule d'énergie négative, produisant une diminution de sa masse.

pour NOETHER je reprend wikipedia ou vous encore, puisque en faisant tendre vers l'infini on a un qui tend vers 0, d'où conservation, puisque pas de variation. Or un infini je peux très bien le voir comme une somme de dt. Bon c'est un drôle de raccourci et c'est fait avec les doigts, mais je pense que si ça décrit la même chose, c'est que c'est la même chose, même si la démarche est totalement différente. A la base on nous montre que Heisenberg c'est une propriété ondulatoire, ou mieux "Un parallèle est la notion de "fréquence instantanée" d'un signal. Elle n'est simplement pas définie, pas de sens. Parler d'une fréquence f demande une durée d'observation non négligeable devant 1/f."
C'est vrai que ça fait un peu bizarre de dire "parce qu'il y a incertitude, il y a conservation", mais comme ce n'est pas une incertitude mais la conséquence de votre mesure, on peut peut-être dire "une quantité qui se conserve peut-être observée tout le temps", d'où le lien.

je trouve que ça part ésotérique ce que je dis j'en suis désolé.

[invite473b98a4]

lol j'adore les dessins, il n'étaient pas parus avant le post précédent.