entropie d'un champ électromagnétique

[invite251213]

Bonjour à tous .

Je voulais savoir si le concept d'entropie peut être appliqué à un champ d'interaction ( élèctromagnétique , gravitationnel ....) ?

Si non , pourquoi cela n'est pas pertinent ( inexistence de micro-états pour un état d'énergie définie ) ?

Et si oui , comment calcule-on cette entropie ? celle-ci est-elle finie ?

Et , peut-on en prenant un volume V d'espace fini , remplit par ce champ , utiliser la formule ( valable pour V constant ) est-elle encore pertinante .

Merci d'avance pour vos réponses à mes questions .
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[invite251213]

Bon , après pas mal de recherches , j'ai réussit à trouver un élèment supplémentaire allant dans le sens des mon questionnement :

- un rayonnement élèctromagnétique peut bel et bien posséder une entropie .

cependant je me demande ce que cette entropie d'un rayonnement peut bien avoir comme signification physique .

Une ame charitable aurait-elle une réponse ?

[invitea29d1598]

salut

Dans son article sur l'effet photo-électrique (1905 donc) Einstein a montré qu'on pouvait retrouver la formule de Planck (qui donne le spectre d'un corps noir) en supposant que le champ électromagnétique se comportait comme un gaz de "particules de lumière" qu'on a appelées par la suite "photons". Donc pour faire court, oui on peut définir l'entropie qui s'interprète au niveau microscopique de la même façon que pour un gaz "normal" et les lois de la thermodynamique marchent très bien dans ce contexte là. De même, pour d'autres types de particules (gluons dans un plasma de quarks et gluons par exemple), on peut jouer au même jeu, mais il devient facilement plus compliqué que pour les photons car y'a des interactions entre particules qui sont pas négligeables et qui sont compliquées, etc.

[edit] pour l'interaction gravitationnelle c'est plus sioux, en particulier car tu as alors des interactions à longue portée qui font que l'énergie n'est pas extensible et aussi parce que pour interpréter ça de manière microscopique faudrait une théorie quantique de la gravitation... mais certains modèles à base de supercordes ou d'autres théories de gravitation quantique (comme la LQG) disent retrouver l'entropie des trous noirs (gravitationnelle principalement donc) qui a bien une interprétation en micro-états... le problème restant que ces théories sont encore spéculatives et loin d'être complètes

[invite251213]

pour l'interaction gravitationnelle c'est plus sioux, en particulier car tu as alors des interactions à longue portée qui font que l'énergie n'est pas extensible

Bonjour . Peut-on avoir un exemple de ce phénoméne ? Parce que , j'ai l'impression de ne pas très bien comprendre ce que ca signifie et encore moins de voir le rapport avec des interactions à longues portées .
En effet , si c'était du uniquement à la portée des interaction , l'interaction élèctromagnétique étant de même portée que la gravitation , on devrait voir les mêmes (enfin théoriquement) .

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea29d1598]

Bonjour,

Peut-on avoir un exemple de ce phénoméne ? Parce que , j'ai l'impression de ne pas très bien comprendre ce que ca signifie et encore moins de voir le rapport avec des interactions à longues portées .

l'énergie d'un ensemble de masses autogravitant n'est pas la somme des énergies individuelles des masses. Rien de plus. Mais ceci est différent de la question initiale qui ne parlait que du champ. Le problème étant que la gravitation est non-linéaire (en relativité) et comme on dit souvent "la gravitation gravite", ce qui rend l'énergie non-extensive même en l'absence de masse, l'énergie totale résultant d'interaction entre le champ et lui-même. Pour le cas avec masse, voir par exemple la formule de Betti-Ritter ainsi que le cas particulier connu qui est mentionné

le lien avec la longue portée est que si on a pas d'interaction à longue portée, alors le tout ressemble beaucoup à la somme des parties.

En effet , si c'était du uniquement à la portée des interaction , l'interaction élèctromagnétique étant de même portée que la gravitation , on devrait voir les mêmes (enfin théoriquement) .

avec l'interaction électromagnétique, y'a plusieurs différences :

- si on considère que le champ (et pas de charges), pas d'interaction (le champ électromagnétique ne porte pas de charge) et donc on se retrouve dans le cas traité par Einstein, celui du corps noir

- si on a des charges ponctuelles et qu'on les met ensemble pour former une boule, on retrouve le résultat classique avec le facteur 3/5

- dans les situations courantes, l'effet d'écrantage (lié à l'existence de charges de deux signes différents alors que les masses ne sont que positives) fait qu'on obtient en pratique des interactions pouvant souvent être traitées comme à courte portée (van der Waals and Cie)

pour ce qui est de la thermo des trucs en interaction, y'a aussi des choses amusantes avec les "noyaux chauds" : ici

je suis étonné de voir les concepts thermodynamiques relatifs a des phénomènes macroscopiques et liés a un problème de cinétique des corps matériels, étendu au domaine electromagnétique.

ça a pourtant plus d'un siècle... cf. l'historique rappelé dans le dossier FS sur le corps noir indiqué en lien.

On a affaire a l'origine a une mesure de l'organisation d'un système de particules matérielles, masses et energie cinétique, et d'autre part a des champs sans masse donc sans inertie et sans organisation.

faux. Ces champs ont une organisation. De plus la théorie quantique des champs nous permet d'adopter un point de vue "gaz de particules" même pour les champs d'interaction.

Les champs s'ajoutent indéfiniment dans un espace donné, les masses s'excluent l'une l'autre a un lieu donné.

doublement faux. Ce qui fait que certaines choses s'excluent, c'est le principe de Pauli et donc le caractère fermionique. Pas la masse. Quant à l'addition des champs, c'est pareil : elle n'est possible que si on a des champs bosoniques. De plus, si le champ interagit avec lui-même ça se complique un peu

La notion d'entropie et son corollaire, une dégénérescence irréversible du degré d'organisation, manie mortifère des termodynaniciens est sans objet au niveau quantique .

ah oui ? voir par exemple ici la mention de la constante de Sackur-Tetrode

Malgré les quelques balbutiements d'Einstein a ce sujet, l'entropie n'a rien a voir avec l'univers en dehors de la thermodynamique (petite branche de la physique newtownienne)

Avec les compliments de Pointpointpoint.

la physique de Pointpointpoint n'est pas très au point

[invitedbd9bdc3]

Ha, enfin un nouveau troll, ça faisait longtemps

[invitea29d1598]

Je ne doute pas de votre prompte réponse avec moultes signe cabalistiques. Je les adore, on calcule tout ce qui peut passer par la tête.

les signes cabalistiques, ça s'appelle des équations. Difficile de faire de la physique sans eux depuis plusieurs siècles déjà... et pour conclure, un rappel : la physique est une science expérimentale. Tout modèle ne vaut que s'il parvient à rendre compte de faits expérimentaux. Alors libre à vous d'avoir des discours poético-scientifictionnesques. Mais n'hésitez pas à aller sur un forum de littérature pour cela.

ps : j'adore votre humour second degré qui consiste à mettre une prétendue citation d'Heisenberg en signature alors même que c'est l'un des pères d'une théorie physique sur laquelle vous crachez et que vous ne connaissez vraisemblablement pas...

[invite251213]

Je note donc, que les masses ne s'excluent pas en un point donné de l'espace et que les champs ne s'additionnent pas dans ce même point.

il me semble qu'en effet c'est vrai , le seul cas ou deux particules ne peuvent s'interpenetrer c'est quand on a deux fermions dont tous les nombres quantiques sont identiques(répulsion pauli) .

Nous appliquerons alors la formule de Newton (corrigée) et nous aurons deux masses indissolublement liées par une force infinie

Euh....désolé de te le dire , mais la formule GmM/r*r c'est faux depuis einstein . Ca n'est qu'une approximation , un espéce de viel artefact obselete ; donc l'utiliser à des distances aussi faibles (et donc en dehors de son dommaine de validité ) ,ben...

L'entropie de l'univers ne peut qu'augmenter, nous allons vers l'extinction, l'énergie se détend et bientot elle sera froide.
Le tout dans une expansion accélérée a l'infini avec une constante comologique qui tend vers zéro.(sic)

ben si l'univers est bien un systéme isolé , alors oui , son entropie augmente , quand au cas de l'énergie , il me semble que c'est plus complexe et que même les physiciens ne savent pas sur quel pied danser .

Il n'y avais pas de corps noir quantique.

un corps noir c'est un machin qui absorbe tous les photons qui entrent en interaction avec lui . que ca soit un gros machin ou quelques electrons , ou un atome , ou n'importe quoi de quantique , ben c'est toujours valable .

Si les champs sont des gaz de particules, merci de préciser des particules de quoi.

en premiére approximation ,
champ electromagnetique : gaz de photons ( réels et virtuels )
champ de "force" forte : gaz de gluons ( réels et virtuels )
champ "force" faible : gaz de w- , w+ et z0 ( réels et virtuels )
champ gravitationnel : rien d'observé mais on conjecture un graviton .

Puisque ces champs n'ont pas de masse, ce sont donc des particules sans matière, des concepts de particules a l'état pur.

les champs n'ont pas de masse ( il me semble , mais bon , je veux bien une confirmation ) , mais les particules qui le compose , peuvent en avoir .

En même temps , une masse c'est une force divisée par une accélération , pas une quantité de matiére , et faire accélérer un champ ou le soumettre à une force , je veux voir ce que ca donne , histoire de rire .

[invitebd2b1648]

Et t'as fait des études à BAC + 8 pour savoir çà, moi je dis chapeau !
Je suis bien content de m'être arrêté à BAC + 1 pour pas avoir le noyau qui surchauffe !
Et que penses-tu de l'entropie de l'horizon d'un trou noir ?

@ +