Lecture sur Wikipedia non comprise

[Floris]

Bonsoir, en allant sur wikipedia, en lisant un article, je me suis retrouvé sur un autre article qui expliquais quelque notion de physique quantique et histoire de réduction du paquet d'onde. L'explication était une sorte d'analogie, bon de façon personnelle je n'aime pas trop les analogies scientifiques... Mieux veau dire les choses tels qu’elles le sont. Mais j'ai comaime voulu lire l'article et une phrase m'a échappé: "de même que le tourbillon s'estompe, le photon, lorsqu'il est diffusé (c'est-à-dire s'il n'est pas absorbé), s'estompe après et n'est localisé que sur une courte distance après l'interaction."

Pour ce resituer dans le contexte voici le lien: http://fr.wikipedia.org/wiki/Dualit%...nde-corpuscule

En effet l'affirmation faite par analogie aux tourbillon, me semble un peut obscure comme analogie. De même, je ne comprends pas le sens de la phrase que je viens de citer. Dois-je vraiment le prendre pour argent comptant?? Je sait que le paquet d'onde n'est pas localiser, de ce coté sa je comprend bien, mais ici dans la phrase, je ne voit pas ce qu'il veux signifier par le terme "s'estompe après" Je trouve cette explication pas très rigoureuse et quelque peut obscure.

Quelqu'un peut t'il m'aider? Es que ces moi qu ne comprend vraiment rien? Merci à vous.
flo
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[deep_turtle]

Salut Floris,

Je ne connaissais pas cette analogie, c'est intéressant, et un peu difficile. L'auteur prend beaucoup de soin à préciser que ce n'est qu'une analogie... Ce qu'il dit (je ne fais que transcrire ce qu'il dit, je ne donne pas mon avis dans ce qui suit), c'est que le photon n'a d'existence en tant que tel que lorsque l'onde électromagnétique interagit avec quelque chose. Par exemple, lorsque le photon est diffusé par un atome. Mais après l'interaction, le comportement redevient essentiellement ondulatoire, et la notion de photon devient de moins en moins adéquate ou utile... jusqu'à la prochaine interaction.

Honnêtement je ne sais que penser de cette analogie, c'est joli, ça semble assez profond, mais je n'ai pas assez de recul pour savoir ce que j'en pense.

[invite96ea64f3]

Salut à tous,

J'ai parcouru l'article (sans lire vraiment, il est tard, je lirais demain ).
ça m'a l'air assez intéressant et bien vu !
Mais, je préfère parler de métaphore que d'analogie (l'auteur utilise les deux mots). En effet, selon moi, une analogie, c'est quelque chose de plus fort qu'une simple comparaison qui se passerait plus au niveau conceptuel, et c'est ce qui permet des interconnexions entre les différentes sciences physiques.
Par exemple, une analogie c'est pour moi : en électricité on a la tension U et l'intensité I que l'on peut remplacer en mécanique des fluides par la pression P et le débit du fluide Q.
Hum, ça me vient comme ça, mais j'en suis moi-même pas du tout certain !
Je pense que ça mérite d'être développé.

A plus.

[Chip]

Bonjour; personnellement je ne trouve pas cette analogie éclairante, et à vrai dire j'ai du mal à voir son intérêt...

On a l'impression que pour les auteurs un photon est une matérialisation localisée "à l'intérieur" d'une onde plus étendue. Cette notion est très trompeuse puisque les photons ne sont pas nécessairement "localisés" ni une "partie" d'un ensemble plus étendu : on peut former une onde très étendue "contenant" un seul photon. Vous me direz que le tourbillon évoqué peut lui aussi s'étendre en s'atténuant et n'en reste pas moins un seul photon. Moui, mais alors je ne vois pas l'avantage par rapport à l'image d'une onde diffusée par le caillou, qui de plus a le bon goût de pouvoir former des interférences, ce qui n'est pas évident avec l'analogie du tourbillon. Bref, je trouve que ça n'apporte pas grand chose.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Floris]

Bonjours et merci à tous, merci a deep turlte pour ton aide. je suis d'accord avec Chip, je trouve que cette image est quelque peut trompeuse et peut porter tout de même à confisions. Comme l'a expliquer deep turlte, l'auteur à voulu expliquer le phénomène de réduction de paquet d'onde et ainsi dire que lorsque le photon n'interagit pas, celui ci n'est plus localisé et que par conséquence, on ne peut plus parle de photon dans ce cas présent. Pourtant, l'incertitude dépend bien de la longueur d'onde de l'onde et pour une région donnée de mon espace, il existera un certain flou dans la localisation de ou s’est produite l’interaction avec l’objet, n’est pas ? Comme l'a dit deep turlte, la notion de photon à lieux lorsque l'on à une interaction avec un autre objet. A ceci près qu’une particule ne peut interagir qu’avec une seule autre non ?

Merci encore
Floris

[Floris]

Esque je fais éreur?

[deep_turtle]

Le champ peut interagir plusieurs fois. Quand une interaction du champ électromagnétique a lieu, un photon est absorbé ou créé, mais le champ ne disparait pas : il perd ou gagne un quantum d'énergie mais peut aller interagir plus loin.

[Floris]

bonsoir deep turlte, oui, mais en fait lorsque je disait "A ceci près qu’une particule ne peut interagir qu’avec une seule autre non ?" je voulais dire q'une particule peut seulement interagire avec une seule particule à la fois, ceci est t'il un grosse éreur? !!

Merci encore a toi.
flo

[deep_turtle]

Je pense que tu as raison, le photon interagit avec une seule autre particule. Dans certains modèles qu'on apprend quand on fait de la théorie des champs, les particules peuvent interagir avec deux autres, mais je ne crois pas que ce soit le cas du photon dans le modèle standard. A vérifier.

[Chip]

je voulais dire q'une particule peut seulement interagire avec une seule particule à la fois, ceci est t'il un grosse éreur? !!

Je pense que tu as raison, le photon interagit avec une seule autre particule. Dans certains modèles qu'on apprend quand on fait de la théorie des champs, les particules peuvent interagir avec deux autres, mais je ne crois pas que ce soit le cas du photon dans le modèle standard. A vérifier.

Je pense qu'un photon peut dans certains cas interagir avec plusieurs particules à la fois -- par exemple avec deux atomes.

[deep_turtle]

Mais est-ce que dans ce cas ce ne sont pas deux excitations différentes (deux photons) du même champ qui interagissent avec les deux atomes ?

[Chip]

Mais est-ce que dans ce cas ce ne sont pas deux excitations différentes (deux photons) du même champ qui interagissent avec les deux atomes ?

On peut envoyer sur une lentille un photon unique en une onde collimatée. Le photon interagit avec les atomes (/molécules) de la lentille et se voit focalisé. Le photon a donc bien interagi à la fois avec un nombre considérable d'atomes.

Ou encore : la même chose avec un réseau de diffraction (déjà discuté dans une autre discussion).

Ou encore : on envoie un photon unique sur deux atomes à la fois, il est diffusé élastiquement par les deux atomes et les franges formées par la lumière diffusée (lorsqu'on répète l'expérience) montrent qu'il a bien interagi avec les deux atomes (dans cette seconde expérience les paramètres doivent être choisis avec précaution sinon les franges peuvent être brouillées par la présence d'une information de type "welcher weg").

[Au fond cela dépend de ce que tu appelles précisément "interagir".]

[deep_turtle]

OK je comprends ce que tu veux dire. Il s'agit alors d'interactions cohérentes, et il est beaucoup plus juste de raisonner en terme d'onde que de photon (le champ étant constitué d'une superpoosition cohénrente de photons). Je veux dire que ce n'est pas UN photon qui interagit mais le champ.

Ceci dit, c'est peut-être effectivement une question de vocabulaire (?).

[Chip]

Euh... oui c'est le champ, mais le champ correspond à un état à un photon. Enfin bon, c'est peut-être effectivement une question de vocabulaire.

[Floris]

Bonjour a tous. Si un photon pouvait interagire avec un sensemble de particule simultanément, il faudrait que celui ci ait une grande logueurs d'onde non?

Merci encore à vous.
flo

[Chip]

Si un photon pouvait interagire avec un sensemble de particule simultanément, il faudrait que celui ci ait une grande logueurs d'onde non?

Pas nécessairement : un photon de très petite longueur d'onde peut être très délocalisé.

[Floris]

Salut Chip, AH BON ?! Comment cela est t'il possible?

Merci encore a toi.
flo

[Chip]

Salut Chip, AH BON ?! Comment cela est t'il possible?

Ben... très simplement! Par exemple tu portes un atome dans un état excité. Il va se désexciter spontanément en émettant un photon unique. Le photon émis va se délocaliser dans l'espace... alors que sa longueur d'onde peut être tout petite.

[Floris]

Cette délocalisation est t'elle proportionel à la distance?
Merci encore a toi
flo

[Chip]

Cette délocalisation est t'elle proportionel à la distance?

Le photon s'étale progressivement, avec une dimension caratéristique qui croît proportionellement au temps [par contre sa longueur d'onde n'est pas affectée par cette "expansion"].

[Floris]

Bonjour, mais que de vien t'il de la probabilité, si le photon s'étale dans l'espace, la probabilité se voit changer non? Je comprend pas très bien pourquoi le photon se dilurait dans l'espace.

Merci encore
flo

[Chip]

La probabilité totale de détection du photon dans tout l'espace reste égale à un. De ce point de vue, cela se passe comme pour une particule normale (massive) qui s'étend dans l'espace, pour laquelle la probabilité de présence dans tout l'espace reste égale à un, même si la densité de probabilité décroît. Il n'y a, pour ainsi dire, rien d'extraordinaire à cela...

[Floris]

Bonsoir, merci pour ta précision, mais par ce que tu a dit précédement, et ce que tu dit désormet, j'entend une petite confusiion de ma part. Lorsque tu disais que "le photon s'étale progressivement" tu voulais signifier que son intensité propre si je puis parler ainsi, se dissipe dans l'espace? Ce qui me semble éroné donc j'en déduit que je n'avait pas bien comprit ce que tu disait n'est pas? Tu entend plutôt que sa probabilité de présence qui est une propriété intrinsec reste identique mais que la distance ajoute une marge d'incertitude de pouvoir interagir avec celui ci, c'est bien cela? Ainsi quand tu disait "Pas nécessairement : un photon de très petite longueur d'onde peut être très délocalisé." tu voulais bien parler d'un cas d'un photon de hauter énergie mais ou le recepteur se trouve a une distance très importante de la source de ce photon non?
Peut tu me dire si je suis à coté de la plaque?
Merci encore à toi
Amicalement
flo

[Chip]

Pour faire un raccourci partiellement faux mais à but pédagogique : le photon sous certains aspects se comporte un peu comme une particule quantique habituelle (massive) dont la fonction d'onde s'étale dans l'espace : la densité de probabilité de présence se dilue au fur et à mesure, bien que la probabilité totale reste constante, égale à un. C'est à dire que la particule est toujours présente, ni plus ni moins qu'au début (proba totale = 1), mais elle est susceptible d'être détectée dans un volume de plus en plus grand au fur et à mesure de son "expansion". Est-ce que ça te va?

[Floris]

Salut Chip, oui oki je crois comprendre, en gros cette décroissance de la densité de probabilité est quelque chose de pas si compliqué que sa si je crois comprendre ce que tu veux dire. Ces un peut comme si on lançais un objet, mais due à la trajectoire, si je me place loin de la source, la probabilité de le recevoir est moindre. Bon cet une analogie vulgaire mais es bien cela? Je veux étre certain de te comprendre.

Bien cordialement à toi.
flo

[Chip]

Pour préciser. Supposons pour simplifier que l'atome émette son photon entre l'instant t=0 et l'instant t=30ns [remarque : cette phrase ne signifie pas "un photon est émis à un instant donné, inconnu, situé entre t=0 et t=30ns" mais bel et bien "un champ de un photon est émis continûment entre t=0 et t=30ns"]. Le photon peut donc être détecté dans une coquille de neuf mètres d'épaisseur, centrée sur l'atome émetteur, coquille dont le rayon croît à la vitesse de la lumière. Le volume de cette coquille croît au cours du temps puisque son rayon croît et que son épaisseur est constante. Par conséquent le photon se "dilue", pour ainsi dire [ce qui ne veut pas dire qu'on va détecter un demi-photon, mais que la densité de probabilité de détection du photon diminue au cours du temps tout en conservant une proba totale constante égale à un].

[Floris]

Salut Chip, ainsi il en est exactement de même pour le cas d'in électron etc n'est pas? En fait c'est une sorte de dispersion mais sa ne change pas les propriétées intrinsec du photon, somme nous bien d'accord?

merci a toi
@+
flo

[Chip]

En fait c'est une sorte de dispersion mais sa ne change pas les propriétées intrinsec du photon, somme nous bien d'accord?

Oui, nous sommes d'accord...

[Floris]

Salut Chip, ah j'avait besoin de cette affirmation, une vague d'incertidutes gissait dans ma pensée

Bien amicalement a toi
flo