Bonjour,
On trouve pas mal d'explications de physique quantique sur la répulsion coulombienne à travers des photons virtuels, mais :
1) Comment explique-t-on les répulsions et attractions magnétostatiques (aimants permanents par exemple) ?
2) Avez-vous des explications ou des liens concernant l'attraction coulombienne (à part dire simplement qu'il y a échange de photons virtuels) ?
Merci
"De la discussion jaillit la lumière" .... parfois ....
Bonjour,Envoyé par Christian Arnaud
En QED perturbative l 'interaction entre 2 charges est représentée au premier ordre de perturbation par un propagateur de Feymann que l'on appelle photon virtuel (que l'on représente par une ondulation dans les diagrammes de Feymann) car ce propagateur est le même que celui des photons réels.
On écrit l'action S qui dépend des variables courants des 2 charges et du propagateur photonique. On intègre sur la variable champ (le propagateur photonique) et on obtient une action effective qui ne dépend que des charges ou le propagateur photonique devient l'interaction de Coulomb à l'approximation statique des courants.
Autrement dit le propagateur photonique représente en QED la traditionnelle interaction de Coulomb.
J'ai ouvert il y a quelques jours un topic sur le même sujet (http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post2354265), cependant, j'ai eu peu de réponse, je suivrai avec attention celui-là.
Il n'est pas cohérent d'integrer (au sens de l'integrale fonctionnelle) un champ de masse nulle afin d'obtenir une action effective. La raison est que les effets associés à un champ de masse nulle ne sont pas écranté à basse énergie, meme arbitrairement basse. En QED, le photon a un role important, meme à moment et énergie nuls (il existe une interaction électrostatique !), qu'il n'est pas possible de décrire après l'avoir intégré explicitement. Ce que tu dis est donc faux, dans le sens ou ce n'est pas cohérent d'un point de vue physique.On écrit l'action S qui dépend des variables courants des 2 charges et du propagateur photonique. On intègre sur la variable champ (le propagateur photonique) et on obtient une action effective qui ne dépend que des charges ou le propagateur photonique devient l'interaction de Coulomb à l'approximation statique des courants.
Bonjour,
Je ne comprend pas ton argument. Effectivement les charges ne sont pas écrantées parce que le champ est de masse nulle et c'est pourquoi justement on trouve une interaction "pure" de Coulomb qui découle de l'échange d'un photon virtuel.
je ne comprends pas non plus. Accessoirement "ma" démonstration n'est pas fausseEn QED, le photon a un role important, meme à moment et énergie nuls (il existe une interaction électrostatique !), qu'il n'est pas possible de décrire après l'avoir intégré explicitement. Ce que tu dis est donc faux, dans le sens ou ce n'est pas cohérent d'un point de vue physique.puisque je l'ai extrait du livre de Ian D Lawrie intitulé:
A unified grand tour of Theoritical physics
Page 202: The Coulomb potentiel.
D'ailleurs dans la foulée il calcul, par la même méthode, (action effective) les effets de polarisation du vide électronique en insérant à tous les ordres les boucles de polarisation cad en renormalisant le propagateur photonique.
Ceci donne lieu après intégration à une interaction légerement modifiée et qui est responsable d'une partie du Lamb Shift.
Et maintenant je te retourne la question: Comment démontres-tu l'interaction de Coulomb à partir de QED?
Et c'est justement pourquoi on ne peut pas intégrer explicitement le photon dans l'integrale de chemin. L'action effective (qu'on obtient en integrant explicitement un champ de masse m) n'est valable que pour des énergies E inférieures à m. Pour un champ de masse nulle, cette approche n'est donc jamais valable.et c'est pourquoi justement on trouve une interaction "pure" de Coulomb qui découle de l'échange d'un photon virtuel.
Il s'agit d'un malentendu fréquent portant sur le terme d'action effective. L'action effective dont ce monsieur parle est celle obtenu en prenant en compte les effets quantiques dans les couplages de la théorie, aucun champ n'a été intégré dans cette procédure. Avec cette action effective (qui mériterait plus le nom d'action quantique), il suffit d'évaluer des diagrammes classiques (à l'arbre) pour obtenir un résultat tenant compte des corrections quantiques. Ceci est juste et je ne parlais pas de cela, mais du fait qu'integrer le photon n'est valable dans aucun régime d'énergie.D'ailleurs dans la foulée il calcul, par la même méthode, (action effective) les effets de polarisation du vide électronique en insérant à tous les ordres les boucles de polarisation cad en renormalisant le propagateur photonique.
Je ne comprends pas de quelle integration tu parles. S'il s'agit de celle-ci:Ceci donne lieu après intégration à une interaction légerement modifiée et qui est responsable d'une partie du Lamb Shift.ca n'a pas de sens.
Il suffit de calculer le potentiel d'interaction. A l'arbre, c'est donné par l'échange d'un photon. Mais ce dernier n'est jamais intégré (integrated out) de l'action pour obtenir une action effective, pour les raisons que j'ai rappelé ci-dessus.Comment démontres-tu l'interaction de Coulomb à partir de QED?
exactement celle-là.
Je ne comprends pas de quelle integration tu parles. S'il s'agit de celle-ci:
Il suffit de calculer le potentiel d'interaction. A l'arbre, c'est donné par l'échange d'un photon. Mais ce dernier n'est jamais intégré (integrated out) de l'action pour obtenir une action effective, pour les raisons que j'ai rappelé ci-dessus.
Oui je crois comprendre ce que tu veux dire. Il s'agit en quelquesorte d'une simple lecture. Il faut que je prenne un peu de temps pour réfléchir à la question.
Cela me permet important dans la mesure où cette question revient périodiquement sur Futura. D'ailleurs tu m'apostrophes à chaque fois sur cette question
Merci pour vos réponses, mais elles me laissent un peu sur ma faim, et sans doute en est-il de même pour mon camarade de classe MCMB
Je reprends mon post de départ
J'ai compris qu'on retrouvait assez simplement la loi de Coulomb depuis la théorie quantique des champs et la QED :
- opérateur de création de photon proportionnel à e
- propagateur du photon en 1/intervalle espace-temps
- opérateur d'annihilation du photon proportionnel à e
Puis, en prenant l'exemple électron/électron, il y a un échange de photon h.nu, donc une impulsion h.nu/c qui va de l'un à l'autre, et comme le diagramme (de Feynman) montre une flèche qui va directement d'un électron à l'autre, on en déduit que celui qui émet s'éloigne par rapport à l'autre et celui qui recoit également.
Comme la notion de force est liée à l'impulsion par
F=dp/dt
le tour est joué.
Mais en revanche, j'ai trouvé très peu d'explication complète d'attraction !
Pour être compatible avec ce qu'on connait, il faudrait par exemple que les deux impulsions (entre électron et proton par exemple) partent vers l'extérieur du diagramme, ou quelque chose d'autre ayant le même effet (je ne souviens pas d'avoir vu par exemple un diagramme de Feynman dans lequel les "trajectoires" des 2 charges se rapprochaient ..)
Le deuxième point du post original peut se formuler :
Comment, à partir de la théorie quantique des champs, retrouve-t-on les bonnes vielles forces magnétiques (attraction et répulsion en magnétostatique entre deux dipoles magnétiques, ou couple d'un champ sur un dipole ...)
Merci
"De la discussion jaillit la lumière" .... parfois ....
Heu ..... plus personne en ligne ?
"De la discussion jaillit la lumière" .... parfois ....
Bonjour,Heu ..... plus personne en ligne ?
Désolé je pars en week-end mais je reviendrais sur les questions que tu as posées.
A+
Heu ..... le week-end a du se prolonger ...
"De la discussion jaillit la lumière" .... parfois ....
Bonjour,Heu ..... le week-end a du se prolonger ...
OK, je t'avais oublié. je vais essayer une réponse simple et structurée.
1- En QED l'interaction entre 2 électrons est représentée par un échange de photons virtuels.
2- A partir de là cette interaction virtuelle se réécrit mathématiquement en interaction de coulomb. Et donc explique le champ électrique E bien connu.
3- Le champ magnétique B c'est en fait du champ électrique E associée à un repère en mouvement inertiel par rapport à une charge fixe (transformation passive). Ou d'une manière équivalente c'est le mouvement d'une charge dans un repère fixe (transformation active).
En espérant que ce soit la réponse a ta question.
Bonjour Mariposa et merci de me répondre
Laissons le point 3 de côté pour le moment.
Les points 1 et 2 sont tout à fait clairs, mais ma question portait sur le phénomène d'attraction et non pas de répulsion, comme indiqué dans le post précédent :
Comment passe t-on de la description quantique de l'attraction coulombienne à un mouvement (ou une force) qui rapproche les quantons ?
Merci
"De la discussion jaillit la lumière" .... parfois ....
Éventuellement, j'ai trouvé ça :
http://www-cosmosaf.iap.fr/Questions...virtuelles.htm
(Paragraphe 2)
Mais :
- je ne sais trop quoi en penser
- la logique du propos (en version française ou anglaise) m'a échappé plusieurs fois ...
"De la discussion jaillit la lumière" .... parfois ....
Rebonjour,Bonjour Mariposa et merci de me répondre
Laissons le point 3 de côté pour le moment.
Les points 1 et 2 sont tout à fait clairs, mais ma question portait sur le phénomène d'attraction et non pas de répulsion, comme indiqué dans le post précédent :
Comment passe t-on de la description quantique de l'attraction coulombienne à un mouvement (ou une force) qui rapproche les quantons ?
Merci
Je t'avais encore oublié.
Dans un diagramme de Feymann l'ondulation est la traduction d'un être mathématique que l'on appelle le propagateur photon (de Feymann). celui-ci décrit seulement l'intensité de la force et non le sens de cette force. Le sens de la force (répulsion ou attraction) dépend des signes respectifs des charges.
Bonjour, je connaissais aussi le lien donné plus haut par Chistian Arnaud, c'est assez incompréhensible pour moi, mais au moins l'auteur tente une explication pour une attraction .Mais cela me semble très laborieux .
Pour la répulsion c'est vrai que cela pourrait être plus intuitif, car on connaît tous l'effet de recul .Néanmoins je vois mal un aimant et un bout de fer se bombarder avec des photons virtuels ..
Je pense qu'il serait plus raisonnable de dire que l'on ne connaît pas vraiment le mécanisme comme on ne connaît pas plus celui de la gravitation .
Ca n'empêche pas de tenter des explications mathématiques-quantiques avec les photons virtuels , mais j'ai bien noté qu'au départ " l'électron ne peut pas savoir s'il y a une charge négative ou positive en face de lui" , c'est là il me semble qu'il y a problème .
Malgré tout ayant réfléchi à ce problème, comme tout le monde ,je me suis fait un "modèle " de force attractive et de force répulsive.
C'est assez simple , mais ne me demandez pas des détails, je n'en ai pas .
On suppose donc que le vide quantique est bombardé de façon isotrope de particules , ce seraient les photons virtuels . Ces photons provoquent un pression isotrope sur toute particule .
La particularité d'un électron c'est qu'il "accélèrerait" ces photons , ainsi il signalerait sa présence alentours. Un autre électron présent dans les environs, faisant de même il en résulterait une répulsion entre ces deux congénères , à cause d'une surpression entre eux.
Pour l'attraction, ce serait l'inverse , les photons virtuels emplissant l'espace seraient absorbés , "freinés (fréquence différente par exemple)" par la particule ;les particules toutes seules subissent une pression isotrope, ne créant aucune force , s'il se trouve une autre particule alentours, qui" freine" ce rayonnement , il s'ensuivrait une force d'attraction entre ces 2 particules a,b dans la direction ab. Un peu comme la force Casimir , il s'agirait en fait d'une dépression présente entre les 2 particules qui absorberaient une partie du rayonnement ambiant . En freinant ainsi le rayonnement ambiant ,la particule signale sa présence .
Il me semble que la clé de tout ça c'est d'expliquer comment les particules font pour signaler leur présence .
Ce système de force attractive marcherait assez bien pour expliquer l'attraction de gravitation .
Saluts
1max2mov
Merci Triall
Je vois que je ne suis pas le seul à m'interroger, même si je ne suis là qu'en temps que Candide
Je vais partir deux semaines et reprendrai posément au retour ta suggestion (à lire en diagonale, ça me fait penser à une ancienne théorie sur la gravitation, avec un espace "bombardé" de manière isotrope par des "particules" ou quantons ou autres, et donc créant une "pression" moyenne, pression qui serait alors diminuée dans l'espace reliant deux entités massives, et qui, donc, les feraient se rapprocher)
@+
"De la discussion jaillit la lumière" .... parfois ....
Bonsoir, une petite question, donc une variation du champ magnétique sur un conducteur provoque une variation du champ électrique dans ce conducteur .
Comment se transmet ce champ dans ce conducteur à quelle vitesse (c) ? Je ne parle pas de la vitesse des électrons .Prenons un fil électrique très long (3000000 km par exemple) , à l'autre bout un moteur électrique (un aimant) , on fait tourner le moteur (variation du champ magnétique) , en combien de temps et comment (il y a des photons ?) le champ électrique(ou électromagnétique ) se propage dans le conducteur. Autrement dit en combien de temps une petite ampoule placée 300000km plus loin va s'allumer ?
Merci de vos réponses.
1max2mov
