Creer du vide ,sans matiere ;possible ou non ?

[invite3f520278]

BJR .je m interroge sur le "vide"


est il possible de le creer en laboratoire ?
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[pi-r2]

On peut baisser très fortement la pression, réduire fortement la matière, mais pas supprimer l'énergie des champs. Ce n'est jamais qu'un vide partiel.

[invite8c514936]

même sans parler de "l'énergie des champs", on ne sait pas faire un vide absolu, une enceinte dans laquelle il n'y aurait aucun atome.

Et même dans l'espace, ce qu'on appelle le vide ne l'est pas. L'espace entre les étoiles de notre galaxie contient en moyenne 1 atome par centimètre cube, par exemple...

[invite19431173]

Pourriez vous me préciser si ma définition du vide est bonne :

vide : LIEU et TEMPS pour lesquels l'absence d'énergie est totale

Autrement dit, le vide n'existe pas, puisqu'il y a toujours un champs magnétique ou gravitationnel qui "traine"...?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite3f520278]

même sans parler de "l'énergie des champs", on ne sait pas faire un vide absolu, une enceinte dans laquelle il n'y aurait aucun atome.

Et même dans l'espace, ce qu'on appelle le vide ne l'est pas. L'espace entre les étoiles de notre galaxie contient en moyenne 1 atome par centimètre cube, par exemple...

merci , mais si l on peut reduire fortement la matiere ,comme le dit pi r2 , et la reduire a sa plus simple expresion comme dans le vide spatial et si l on agrandit ce volume ....
l espace cree devient plus grand avec toujours le
meme taux de matiere....

une telle experience a t elle ete tente ? et de quelle energie on parle ? celle du champ magnetique de la terre ?

ENFIN ! c est dommage que l on puisse pas isoler le "vide"

[Madarion]

C'elle qui maintient chaque atome cote a cote.

[invite8c514936]

si l on agrandit ce volume ....
l espace cree devient plus grand avec toujours le
meme taux de matiere....

une telle experience a t elle ete tente ?

C'est exactement le principe d'un piston qu'on tire pour créer une dépression. En pratique ce n'est pas du tout un moyen efficace car dès qu'on utilise des pièces mobiles le problème de l'étanchéité se pose... Donc oui c'est utilisé, mais non on ne parvient pas à des vides poussés comme ça.

c est dommage que l on puisse pas isoler le "vide"

Pourquoi ?

[invite19431173]

Pourquoi ?

Si tu regardes "ma définition" du vide (cf #4), on ne peut pas l'isoler... Ou alors, je me suis trompé et personne ne m'a corrigé...

[Madarion]

... C'est exactement le principe d'un piston qu'on tire pour créer une dépression. (.../...) mais non on ne parvient pas à des vides poussés comme ça.

Et des cloches a vide imbriquées en poupés ruse, ça donne quoi ?

[invite9c9b9968]

Il me semble en plus que le vide est plutôt une abstraction mathématique : les fluctuations quantiques font que le vide absolu n'a pas d'existence physique, non ?

[Madarion]

Le vide théorique absolu n'a pas de consistance de matière. Il reste quand même un espace ou "toutes" les énergies pourrait traverser sans aucune "interaction" avec ce milieu.

[invite3f520278]

bjr !! car si on pouvait isoler ce vide; cela signifirait que l on maitrise toute la
matiere de l univers(particules ... ect .ect)

et si la matiere noire est sous forme de particules ( si j ai bien compris !!)
dans une telle experience , vous pourriez l identifier...

a condition que son energie se repande dans tout l univers .

.il est rigolo ton probleme d etancheite..... pour moi cela veut dire qu il y a
toujours quelques "choses" qui passe au travers (evidement)

et parmis c est "choses" il y a celle que l on connait et peutetre celle que l on
connait pas ( desole pour le "chose" c est pas tres scientiphique ca !!)

[/U]question : et au coeur de l atome y a t il du vide?
MERCI .

[invite09c180f9]

Et des cloches a vide imbriquées en poupés ruse, ça donne quoi ?

Des expériences ont été faites au XVIIIème siècle, pour prouver l'existance du vide!! Ce principe est assez vieux donc et assez convaincant du moins!! C'est avec ce principe qu'un "certain" anglais (dont j'oubli assez régulièrement le nom d'ailleurs) en a déduit la formule sur les gaz: pV^(gamma)=cstte, et de là, pV=nRT=Nk(B)T!!! (Sans faire de chovinisme, il a volé la vedette à Blaise Pascal...mais l'histoire est longue!!! )!!!

[invitef591ed4b]

Pourriez vous me préciser si ma définition du vide est bonne :

vide : LIEU et TEMPS pour lesquels l'absence d'énergie est totale

Dans ce cas, ce "vide" n'existe pas, car le vide possède une énergie fondamentale non-nulle (fluctuations).

Je pense que la définition actuelle du vide, c'est un milieu sans "globalement" particules. Mais il peut contenir de l'énergie ou être traversé par des ondes.

[invitef591ed4b]

Enfin je corrige ce que j'ai dit, je ne sais pas si l'expression "le vide possède une énergie fondamentale non-nulle" est correcte, mais en tout cas, le vide est, apparemment, sujet à l'incertitude d'Heisenberg sur les observables de temps et d'énergie ... Plus on observe le vide pendant un temps court, plus son énergie est indéterminée et "fluctue".

[invite8ef93ceb]

Pour définir le vide, il faut définir ce que sont les constituants fondamentaux de la matière. Faisant cela, on défini simultanément le vide comme étant tout le reste.

[invitef591ed4b]

La matière = présence de particules élémentaires ?

[invite8ef93ceb]

Pas nécessairement. La matière = ce qui n'est pas le vide

En fait, un endroit qui est complètement vide est plein de vide. Et un endroit qui est complètement plein de quelque chose est vide de tout le reste. Désolé pour l'humour, c'était plus fort que moi. C'est seulement pour mettre en évidence que la définition y joue pour beaucoup!

[invitef591ed4b]

Euh tu parles du vide conceptuel philosophique ou du vide tel qu'il est défini en physique ?

[invite8ef93ceb]

Trouve moi une seule façon, un seul procédé expérimental, dans lequel tu pourra dire: "Regarde, t'as vue, c'est plein de vide là". Tu ne pourras jamais me montrer explicitement du vide, tu m'indiqueras seulement un endroit où il n'y a pas de matière.

D'autre part, le vide quantique, comme on en entend souvent parler, est associé à une énergie moyenne nulle dans le temps. Il peut y avoir apparition et disparition d'énergie, dans des temps qui sont en dessous de ce qui est prescrit par le principe d'incertitude pour la variation d'énergie associée. C'est en rapport avec cela que Hawking prédit l'évaporation des trous noirs. Dans le fond, le vide est plein, de fluctuations!

[invitef591ed4b]

Je demandais juste quelle était la définition physique du vide.

Et par après seulement, je pourrai te dire s'il existe des expérimentations permettant de l'"observer".

[invite8ef93ceb]

Je pense que la définition physique, c'est pas mal "ce qui ne contient pas de matière". On pourrait surement résumer en disant que c'est "ce qui ne contient pas de particules/antiparticule élémentaires". Mais alors, je suis presque certain que selon cette définition, le vide n'existe pas, du moins, seulement momentanément.

Le vide serait un genre d'équilibre entre deux états tels que si on calcul la moyenne de cet état, on obtienne une énergie nulle.

J'invente un état pour illustrer. Disons que le vide a un état |0> = (1/Sqrt[2]){|E1> + |-E1>}, où |E1> est un état ayant E1 comme valeur propre de l'Hamiltonien (avec l'équivalent pour -E1). L'énergie moyenne de ce vide serait:
<0|H|0> = (1/2){<E1|H|E1> + <-E1|H|-E1> + 0 + 0}
= (1/2){E1<E1|E1> +-E1 <-E1|-E1> }
= 0.

Si on construit la fonction d'onde PSY= {|E1>,|-E1>} qui satisfait l'équation de Dirac pour les électrons, on pourrait alors associer l'état |E1> à un électron, et |-E1> à un positron. Le vide pourrait alors, me semble-t-il, être décrit par une incessante création/annihilation de paire électron-positron. Et on peut, toujours selon moi, ajouter autant de création de paire particule/antiparticule que l'on veut, pour autant de type de particules élémentaires que l'on veut, tout en conservant l'énergie moyenne nulle et en respectant le principe d'incertitude. Ce vide serait donc, momentanément, tout sauf vide!

[invite8c514936]

Je ne sais pas si je suis d'accord avec vos considérations sur le vide (peut-être), mais en tout cas l'exemple qui précède est assez discutable à mon avis : 1/ le positron n'est pas un état propre d'énergie négative, si l'énergie est définie correctement. 2/ Le vide quantique n'est pas une superposition quantique d'états, c'est un état.

Mais je continue à penser qu'il faut faire une distinction bien nette entre la notion de vide quantique (cet état particulier dont les particules réelles sont des excitations) et le vide classique (ce qui reste quand on a enlevé les particules). Ce dernier, dans le langage des physiciens, peut être partiel et plus ou moins poussé, par le premier...

[mariposa]

Le vide

Il y a 2 sortes de vide, le vide classique et le vide quantique.

1-le vide classique : Le vide classique est un espace dans lequel il n’y a pas de particules. En laboratoire on fait des « ultra-vides dans lesquels la pression descend à 10-11 mmHg. La notion de vide classique correspond au sens commun, c’est quand il n’y a plus rien. (voir les post de Deep_Turtle)

2- Le vide quantique : En MQ le vide est un « véritable matériau » tout système physique possède un état fondamental (celui de plus basse énergie). Un état fluctue autour de sa valeur moyenne. Le champ électromagnétique dans son état fondamental (zéro électron, zéro positon, zéro photon) fluctue et ses fluctuations ont été observées expérimentalement a travers l’effet CASIMIR.

L’explication que propose Levesque ressemble un peu a ce qu’avait proposé initialement Dirac (mais sans énergie négative), a savoir : le matériau vide est analogue a un semi-conducteur avec une bande de valence pleine d’électrons, un gap d’énergie égal à 2.m.c2 et une bande de conduction vide. Les premières excitations sont donc des paires électrons positons. Cette idée a été abandonnée en comprenant mieux la mathématique de l’électron de Dirac dans le cadre relativiste et notamment sa structure de groupe. Comme l’espace de Minkovski est a 4 dimensions les états qui se transforment comme les représentations irréductibles du groupe de Lorentz possèdent 4 composantes : un bi-spineur cad (électron spin up, spin dw) et positron (électron spin up, spin dw). Les fluctuations du vide sont représentées par des éléments de matrices entre l’état fondamental et tous les états excités avec retour a l’état fondamental (calcul de perturbation a tous les ordres). Dans le jargon de la MQ on dit que ce sont des transitions virtuelles électron-positron).

[Madarion]

Posté par Madarion
Et des cloches a vide imbriquées en poupés ruse, ça donne quoi ?

Des expériences ont été faites au XVIIIème siècle, pour prouver l'existance du vide!! Ce principe est assez vieux donc et assez convaincant du moins!! C'est avec ce principe qu'un "certain" anglais (dont j'oubli assez régulièrement le nom d'ailleurs) en a déduit la formule sur les gaz: pV^(gamma)=cstte, et de là, pV=nRT=Nk(B)T!!! (Sans faire de chovinisme, il a volé la vedette à Blaise Pascal...mais l'histoire est longue!!! )!!!

Merci, je pense que ce principe reste une référence même si ont fait mieux actuellement !

[invitec05aaffc]

bonjour, j'ai pas eu le courage de lire tous les posts.... dsl...
Mais juste pour vousd ire que l'an dernier, je faisais mon stage dans une boite qui fabrique des raccord (parties en caoutchou et metalliques qui sont serties entre elles). Pour tester l'etancheité des raccord, ils ont installé une chambre capable de creer une pression de 10^-9 bars. Y a plus des masses de particules apres...
enfin si ca peut vous aider...

[invite19415392]

Bein c'est pas encore un super vide : 1 Torr, c'est 1,3.E-3 bar, donc 1E-9 bar, ça ne fait que du 1E-6 Torr ; c'est un bon vide, mais sans plus. On peut facilement obtenir en labo un vide à 1E-9 Torr, et le top réalisé à l'heure actuelle est de l'ordre de 1E-12 Torr.

[invite8ef93ceb]

L’explication que propose Levesque ressemble un peu a ce qu’avait proposé initialement Dirac (mais sans énergie négative)

Merci Deep_Turtle et mariposa pour vos commentaires. Comme tu dis, mariposa, la mer de Dirac a justement été proposer pour éviter de se retrouver avec des énergies négatives. Ce que Dirac dis, c'est que les états d'énergies négatifs existent vraiment, mais que la seule particule qui existe est l'électron. Sauf que dans notre univers, les états d'énergies négatives seraient tous déjà occupés. Donc, le vide serait en quelque sorte un endroit où tous les états d'énergies négatives sont occupé par des électron, et où aucun état d'énergie positif n'est occupé. Lorsqu'un électron passe d'un état d'énergie négative à un état d'énergie positive, il laisse un trou. On a donc un électron conventionnel, en plus d'un trou qui peut être considéré comme un électron de charge positive (une paire particule/antiparticule).

Je n'aime pas beaucoup cette mer, parce qu'il n'y a pas de minimum aux énergies négatives. Pour illustrer, la seule façon de remplir un contenant est qu'il ait un fond... or ici le fond n'est pas présent.

En ce qui concerne tes commentaires, Deep_Turtle, tu n'as surement pas tort. Mais je pense que le problème, au fond, revient à interpréter ce que signifie la solution à énergie négative. Feynman pensait qu'il n'y avait que des particules à énergies positives, mais que certaines pouvaient remonter dans le temps. Une particule qui remonte dans le temps serait perçu comme l'antiparticule de celle-ci. Aujourd'hui, les fonctions d'onde solution de l'équation de Dirac sont plus interprétés comme des opérateurs de création et de destruction de particules/antiparticules. Le 4-vecteur de Dirac a quatre composante. Y1, la première, crée un électron, Y2 la seconde détruit un électron, Y1* la troisième crée un positron et Y2* la quatrième détruit un positron. Alors là, on imagine un état du vide parfait |0>. C'est comme tu dis, un état et non une superposition d'état. Mais je pense qu'on peut montrer que cet état ne peut être maintenu très précisément pendant plus d'un instant, à cause des fluctuations quantiques.

Cela dit, si on cherche la fonction d'onde |psi> où le vide ne contient qu'un électron, on fait agir une fois Y1 sur |0>:

Y1|0> = |psi>, que l'on dénomme normalement par |1>. On peut ainsi créer tout les états qu'on veut (xParticules + yAntiparticules), avec que des énergies positives, mais dont certaines propriétés sont inversées entre particule-antiparticule.

Et donc, non, mon exemple ne reflète ni l'une ni l'autre de ces situations. Le mien accepte des énergies négatives (je n'ai juste pas réglé le problème). Si on ajoute une des supposition ci-haut, on peut le réinterpréter comme étant une suite incessante de création et annihilation électron/positron. L'état |0> apparaitrait périodiquement.

A+

Simon

[invite8c514936]

Mais dans ton exemple tu emploies la notation |-E> qui semblerait désigner un état qui est vecteur propre d'un opérateur "énergie" avec une valeur propre négative. Un tel opérateur n'existe pas (corrigez-moi si je me trompe). L'"erreur" de Dirac (facile à dire maintenant que des centaines de gens se sont penchées sur le problème, rien d'irrespectueux dans ce terme "erreur") est d'avoir pris pour argent comptant le nombre E qui apparaissant dans la partie dépendant du temps des états comme une énergie, même quand elle était négative.

[invite8ef93ceb]

Je suis d'accord pour le -E. Disons que c'est pas très physique. Mais je crois possible de remplacer par +E, et de supposer que la particule remonte le temps. Héhé, j'aime vraiment beaucoup cette phrase! Mais je crois pas qu'un forum soit la place pour énoncer de telles illuminations... Même si elle proviennent de la tête de R. P. Feynman...

Faudrait peut-être trouver la définition "acceptée" du vide, et l'opérateur d'évolution qui représente son évolution dans le temps. La présenter, pour ceux qui connaissent le formalisme, et expliquer un peu pour les profanes...

Regardez ça de votre côté, je vais regarder ça du mien.

Salutations,

Simon