Le néant existe-t-il ?

[arrial]

pourquoi ne pas parler simplement de résidus de champs électromagnétique ?

… parce que toutes ces particules ne sont pas des photons …
-----

[arrial]

… penser que le vide quantique est "rempli de particules virtuelles" …

… en effet, un vide qui serait plein, on serait un peu dans le paradoxe …

[invitebd2b1648]

Oui, mais je parlais en première approximation pour la contribution à l'effet Casimir ...

@ +

[arrial]

… l'effet Casimir …

L'effet Casimir montre
♦ l'existence de la fluctuation du vide
mais surtout, à mon sens et c'est pourquoi je le citais,
♦ la qualité de ce vide dépend de l'environnement
(voisinage de parois, par exemple.

@+

[arrial]

(en fait, je le citais, dans une autre discussion traitant du vide)

[dragounet]

2) Le vide quantique n'a rien a voir avec le vide classique (c'est à dire celui de la mécanique classique), il a des propriétés bien plus mystérieuses et contre intuitives. En particulier, il y a ce que l'on appelle des fluctuations quantiques du vide. Pour les expliquer de manière intuitive, on parle de particules virtuelles, mais ce n'est qu'une image.

Mais alors ces fluctuations seraient plutôt des fluctuations du niveau d’énergie du vide ?
Ou alors on a inventé ce concept pour expliquer des observations comme l’effet casimir, sans savoir ce que cela signifie physiquement ?

Est-il possible de décrire physiquement la notion de fluctuation quantique et ne pas faire seulement une description mathématique ?

[invite4ff2f180]

Non, l'énergie du vide ne fluctue pas. Et non le vide quantique n'a pas été inventé pour coller aux expérience, c'est l'inverse qui s'est produit. L'effet Casimir à été prédit bien avant de pouvoir être observé expérimentalement.

Je ne vois pas ce que vous voulez dire par "description physique". Comment décrivez-vous une vitesse? Pour moi c'est une dérivée par rapport au temps, donc elle est définie mathématiquement ... Le langage de la physique, c'est les mathématiques. Ensuite certains concepts mathématiques sont plus intuitifs que d'autres, c'est tout.

[dragounet]

Pour la vitesse ou l'accélération d'accord, c'est des grandeurs mètres par seconde ou mètres par seconde carrée, mais si je parle de la création d’une molécule, je peux la décrire physiquement comme la mise en commun des électrons de valence des atomes se liant.

J’aimerais comprendre cette fluctuation du vide quantique, qu’est-ce qui fluctue ?

De la matière, un champ de force, l’espace-temps ?

Si la réponse c’est une équation différentielle de second ordre, ce n’est pas très physique comme réponse.

[invite6754323456711]

qu’est-ce qui fluctue ?

Le Néant ?

Patrick

[coussin]

J’aimerais comprendre cette fluctuation du vide quantique, qu’est-ce qui fluctue ?

Le champ EM.
C'est tout simple : prends un atome d'hydrogène isolé. Y a rien d'autre. Pose-toi la question de savoir quel est le champ électrique à, disons, 1 micron de cet atome d'hydrogène. Ce champ va être déterminé par la position de l'électron de l'atome d'hydrogène par rapport au proton. Cette position est purement quantique et probabiliste. Résultat : le champ électrique à 1 micron d'un atome d'hydrogène est fluctuant, de valeur moyenne nulle (car l'électron de l'atome d'hydrogène a une densité de probabilité sphérique).

Quand tu as compris ça, tu le généralises à un objet macroscopique. Quel est le champ EM à, disons, 1 micron d'une plaque d'or placé dans le vide. Là encore, le champ sera à valeur moyenne nulle tout simplement parce que la plaque d'or est globalement neutre. Mais le raisonnement que j'ai fait avant, tu le fais sur les 10^23 atomes d'or composant la plaque Tu vois que c'est un gros bordel

Le fait remarquable de l'effet Casimir c'est que les effets des 10^23 atomes se combinent pour faire une résultante non nulle et mesurable C'est toute la théorie de Ritov quoi : de l'électromagnétisme avec des courants fluctuants.

[vaincent]

Bonsoir,

Bonjour,
aucun théoricien en théorie quantique des champs ne dira que les particules virtuelles existent,

argument d'autorité d'un part, et totalement infondé d'autre part(à moins de leurs avoir tous posé la question !) Parler au nom de tous les théoriciens afin de justifier ses propres convictions est quelque peu fourbe(c'est peu dire).
Je pourrais répondre en utilisant le même subterfuge Il n'y a qu'à jeter un coup d'oeil sur arxiv pour se rendre compte que bon nombre de théoriciens prennent les particules virtuelles très au sérieux, aussi bien dans les sections hep-ph, quant-ph, nucl-th, que dans gr-qc et astr-ph.
(question sans lien directe : travailles-tu dans le milieu ? Si oui dans quel domaine ?)

je redonnent les principales raisons :

- d'un point de vue théorique, ces "particules virtuelles" apparaissent uniquement lors d'un développement perturbatif.

c'est bien évidemment faux puisqu'elles sont la nature même des fluctuations quantiques du vide.

Ce même traitement peut être fait en théorie classique des champs, on peut alors faire des diagrammes de Feynman et les interpréter avec des "particules virtuelles". Une référence ici :

A. Thorndike, “Using Feynman diagrams to solve the classical harmonic oscillator,” Am. J. Phys. 68 (2), 155-159 (2000).

R. Penco and D. Mauro, “Perturbation theory via Feynman diagrams in classical mechanics,”

En quoi cela prouve-t-il que les particules virtuelles ne sont qu'un artefact mathématique en TQC ? D'ailleurs il est bien précisé dans ces articles que la formulation sous forme d'intégrales de chemins en mécanique classique(MC) est très différente sur le plan conceptuel que celle en mécanique quantique. Notamment sur le fait qu'en MC il n'y a bien entendu qu'un seul chemin dans l'espace des phases pour passer d'un état initial à un état final(à partir de l'instant où sont connues les conditions initiales), l'analogie formelle étant basée sur une définition très différente de la probabilité de transition en MQ, et ce gràce à une fonction delta d'une fonctionnelle.

Il n'y a alors évidemment plus de sens de parler de particules virtuelles dans ce cadre, mais ce serait une grossière erreur d'utiliser ce parallèle pour, encore une fois, justifier une conviction intime.

On peut très bien les introduire en mécanique classique.

Faux bien entendu, car comme je l'ai dis précédemment, l'analogie formelle présentés dans la formulation en terme d'intégrales de chemins de la MC a ses limites et l'on intègre pas les fonctionnelles sur les mêmes mesures d'intégrations (page 4 du 2nd article).

Il est alors impossible d'associer aux fonction de Green retardées une quelconque interprétation en terme de propagateurs de particules virtuelles dans ce cadre.

Mais si vous prenez cette image au pied de la lettre, vous n'irez pas très loin d'un point de vue théorique.

Merci du conseil, mais je préfère me baser sur ce que disent les modèles pour me fonder une certaine idée de la "réalité", plutôt que de refuser catégoriquement une notion qui dépasserait mon entendement.

- il y a des système en théorie des champs qui sont exactement soluble (c'est a dire dont on connait la solution sans faire de traitement perturbatif). Dans ce cas, personne ne parle de "particules virtuelles", parce qu'elles sont inutiles.

Tu pourrais être plus précis stp, on pourra alors discuter de la nature de l'interaction de ce types de processus.

Il existe ensuite une autre relation d'incertitudes "temps-énergie" mais cette dernière est aussi un mythe. Elle ne peut pas être démontrée et n'est pas fondamentale. Elle est juste "très bien vérifiée" la plupart du temps (ce que l'on explique très bien théoriquement)

Houlalaaa ! Un mythe !! Fait attention c'est grave ce que tu dis ! C'est vraiment très mal connaître le sujet que de dire ça. En effet il n'existe pas d'opérateur temps en MQ (démontré par Pauli) et l'on ne peut pas alors arrivé à une relation d'incertitude basé sur une relation de commutation canonique entre le hamiltonien et cet hypothétique opérateurs temps, mais le fait que le hamiltonien soit le générateurs des opérateurs de translation dans la temps(opérateurs évolution), de même que l'opérateur impulsion est le générateur des opérateurs de translation dans l'espace, montre bien que l'énergie et le temps sont des variables conjuguées et qu'il doit forcément exister une relation d'incertitude concernant ces quantités.


Pour en revenir à une question que je t'avais posé dans un post précédent, comment expliques-tu l'effet Casimir ?

[dragounet]

Le champ EM.
C'est tout simple : prends un atome d'hydrogène isolé. Y a rien d'autre. Pose-toi la question de savoir quel est le champ électrique à, disons, 1 micron de cet atome d'hydrogène. Ce champ va être déterminé par la position de l'électron de l'atome d'hydrogène par rapport au proton. Cette position est purement quantique et probabiliste. Résultat : le champ électrique à 1 micron d'un atome d'hydrogène est fluctuant, de valeur moyenne nulle (car l'électron de l'atome d'hydrogène a une densité de probabilité sphérique).

Quand tu as compris ça, tu le généralises à un objet macroscopique. Quel est le champ EM à, disons, 1 micron d'une plaque d'or placé dans le vide. Là encore, le champ sera à valeur moyenne nulle tout simplement parce que la plaque d'or est globalement neutre. Mais le raisonnement que j'ai fait avant, tu le fais sur les 10^23 atomes d'or composant la plaque Tu vois que c'est un gros bordel

Le fait remarquable de l'effet Casimir c'est que les effets des 10^23 atomes se combinent pour faire une résultante non nulle et mesurable C'est toute la théorie de Ritov quoi : de l'électromagnétisme avec des courants fluctuants.

Salut coussin,

enfin une explication physique , merci bien de cet effort de vulgarisation.

[invite4ff2f180]

@vaincent

argument d'autorité d'un part, et totalement infondé d'autre part

Cites moi des physiciens théoriciens qui pensent sincèrement que les particules virtuelles existent alors! Sinon oui, je travail dans le domaine de la théorie quantique des champs.
Les gens parlent effectivement des particules virtuelles tous les jours et d'une manière qui pourraient laisser croire à un non spécialiste que les particules virtuelles sont réelles mais ils sont conscient que ce n'est qu'un artifice de calcul.

c'est bien évidemment faux puisqu'elles sont la nature même des fluctuations quantiques du vide.

Mais non! Justement! C'est seulement dans un traitement perturbatif que ces particules virtuelles apparaissent. Dans ce cas, par abus de langage, on dit qu'il y a des paires "particules-antiparticules" qui se créent pendant des durées d'autant plus courte qu'elles sont énergétiques etc etc, mais ce discours n'est qu'une verbalisation de ce qui apparait dans le calcul, rien d'autre. Et si on avait choisit de faire le calcul autrement, le résultat aurait été différent.

Le problème, c'est que le traitement perturbatif est l'un des seuls que l'on sait faire, car les systèmes intégrables sont extrêmement rare (souvent en 2d et pas très intéressant physiquement). Mais si tu n'es toujours pas d'accord, voilà un exemple similaire qui devrait te faire comprendre ce que je dis :
quand on quantifie les théories de jauges dans le formalisme Lagrangien, on utilise en générale la méthode de Faddeev Popov. Au final on s'aperçoit que le "vrai" lagrangien est le lagrangien de la théorie de jauge plus le lagrangien de "faddeev Popov". Ce terme supplémentaire se traduit par l'arrivée de nouvelles particules que l'on appelle fantômes.
Maintenant ces fantômes (leur propriétés et même leur nombre!) dépendent de la jauge choisit. C'est d'ailleurs assez remarquable en QED : en QED on peut toujours choisir une jauge dans laquelle les fantômes sont découplés, et il est alors inutile de les considérer. Mais si on choisit une jauge plus compliquée, des fantômes apparaissent : les calculs sont alors plus longs mais le résultat final est le même.
On peut donc artificiellement faire apparaitre des particules virtuelles dans la théorie.

En quoi cela prouve-t-il que les particules virtuelles ne sont qu'un artefact mathématique en TQC ?

Ces articles montrent que l'on peut interpréter les traitements perturbatifs en mécanique classique à l'aide de diagrammes de Feynman et donc en introduisant des particules virtuelles. Or personne en mécanique classique ne dit "Lorsque qu'il y a un potentiel V(x) dans une région de l'espace il y a des particules virtuelles qui …"

Evidemment les intégrales de chemins sont différentes … les théories classique et quantiques sont différentes. Mais le foc du problème est le même. Le résultat final est que dans les deux cas, on peut écrire l'interaction totale comme une somme de diagramme de Feynman. Ces diagrammes sont interprétés avec des particules virtuelles qui ont certaines propriétés.


Comment j'explique l'effet casimir?
Si tu fais le calcul, prenons le cas simple et non réaliste de deux plans parallèles et parfaitement réfléchissant, alors tu obtiens une force attractive entre les deux plaques. C'est tout.
Si tu veux des phrases : à causes des conditions limites, les modes du champ electromagnétique entre les deux plaques sont quantifiés, ce qui n'est pas le cas à l'extérieur des plaques. On peut alors calculer l'énergie d'une telle configuration pour une distance L entre les plaques (chaque mode contribuant pour ). On s'aperçoit que cette énergie décroit avec L ce qui prédit l'existance d'une force attractive.
Cette explication est extrêmement simplifiée car le modèle n'est pas réaliste, mais l'essence du problème est là.

[coussin]

Y a confusion là… Les photons virtuels de l'effet Casimir ne sont pas la même chose que les particules virtuelles entrant dans les diagrammes de Feynman.
Dans le cas de l'effet Casimir, ce sont exclusivement des photons (rien d'autres) et si vous avez compris mon exemple sur le champ produit par un corps neutre, ils sont là pour rendre compte d'un champ EM fluctuant. Quand je dis qu'un corps neutre produit un champ EM fluctuant, c'est la même chose de dire qu'il y a une « soupe » de photons de vecteur d'onde k aléatoire (à la fois en direction et en norme). C'est tout.
Et l'effet Casimir s'explique très simplement en étudiant comment les objets en interaction (par exemple, vos deux plaques là…) réfléchissent ou pas cette soupe de photons virtuels.
Les particules virtuelles des diagrammes de Feynman, c'est autre chose.

[vaincent]

@vaincent

Cites moi des physiciens théoriciens qui pensent sincèrement que les particules virtuelles existent alors!

Comme je l'ai déjà dit dans mon précedent post il suffit d'aller sur arxiv pour se rendre compte que des tas de gens considèrent les particules "virtuelles" en tant que particules "réelles". Mais c'est vrai que ce sont principalement des théoriciens ou des phénomènologistes.

Sinon oui, je travail dans le domaine de la théorie quantique des champs.

Je pense avoir compris : tu es un expérimentateur. Je me trompe ?!

Personnellement je travail en tant que théoricien sur la phénomènologie du plasma de quarks et de gluons.

Les gens parlent effectivement des particules virtuelles tous les jours et d'une manière qui pourraient laisser croire à un non spécialiste que les particules virtuelles sont réelles mais ils sont conscient que ce n'est qu'un artifice de calcul.

Bon nombre de spécialistes seraient effarés qu'on les traites de non-spécialistes !(comme moi par exemple !) Encore une fois, tu parles au nom d'un grand nombre de personnes dont tu ne connais certainement pas l'intime conviction, et cela dans l'unique but de justifier ton propos. En fait tu te mets à leurs place avec ta façon de penser et tu en conclus qu'ils ont tous la même conception des particules virtuelles que toi. C'est du moins l'impression que j'en ai.

Mais non! Justement! C'est seulement dans un traitement perturbatif que ces particules virtuelles apparaissent. Dans ce cas, par abus de langage, on dit qu'il y a des paires "particules-antiparticules" qui se créent pendant des durées d'autant plus courte qu'elles sont énergétiques etc etc, mais ce discours n'est qu'une verbalisation de ce qui apparait dans le calcul, rien d'autre.

Là on voit clairement que tu confonds le traitement perturbatif d'un réaction(de diffusion, de désintégration ou autre) avec les fluctuations quantiques du vide, ce qui me laisse penser que tu es un expérimentateur !

Et si on avait choisit de faire le calcul autrement, le résultat aurait été différent.

Le problème, c'est que le traitement perturbatif est l'un des seuls que l'on sait faire, car les systèmes intégrables sont extrêmement rare (souvent en 2d et pas très intéressant physiquement).

Ce que tu dis n'a que très peu de sens ("intégrable" est ici complètement inaproprié)
Le truc c'est qu'il faut avoir plus de recul que cela sur la différence entre une réaction pouvant être traitée de manère perturbative et une réaction qui ne peut pas l'être(ou qui peut l'être en 1ère approximation mais qui donne des résultats très peu satisfaisant par rapport aux données expérimentales d'où un calcul non perturbatif). Par exemple dans ce lien où il est question de "simples" interactions photon-atome, les auteurs(des non-spécialistes bien évidemment !) proposent un traitement non-perturbatif du problème. Dans ce cas il faut tenir compte des fluctuations quantiques du vide qui affectent les états asymptotiques(nuage de photons virtuels) et ainsi redéfinir la matrice de transition, notamment à cause du fait que dans le traitement perturbatif, les états asymptotiques sont considérés comme stationnaires, ce que l'on sait faux, en toute rigueur.

Mais si tu n'es toujours pas d'accord, voilà un exemple similaire qui devrait te faire comprendre ce que je dis :
quand on quantifie les théories de jauges dans le formalisme Lagrangien, on utilise en générale la méthode de Faddeev Popov. Au final on s'aperçoit que le "vrai" lagrangien est le lagrangien de la théorie de jauge plus le lagrangien de "faddeev Popov". Ce terme supplémentaire se traduit par l'arrivée de nouvelles particules que l'on appelle fantômes.
Maintenant ces fantômes (leur propriétés et même leur nombre!) dépendent de la jauge choisit. C'est d'ailleurs assez remarquable en QED : en QED on peut toujours choisir une jauge dans laquelle les fantômes sont découplés, et il est alors inutile de les considérer. Mais si on choisit une jauge plus compliquée, des fantômes apparaissent : les calculs sont alors plus longs mais le résultat final est le même.
On peut donc artificiellement faire apparaitre des particules virtuelles dans la théorie.

Cet argument n'a rien à faire là car les ghosts n'on rien à voir avec les particules virtuelles. Encore une subtilité non-comprise.

Ces articles montrent que l'on peut interpréter les traitements perturbatifs en mécanique classique à l'aide de diagrammes de Feynman et donc en introduisant des particules virtuelles.

Ce "donc" est totalement injustifié et illustre une vision simpliste du problème. Ce n'est pas parce qu'il y a une apparente similitude entre les formulations en terme d'intégrales de chemin de la MQ et de la MC que cela signifie que des particules virtuelles sont introduites en MC. J'imagine que tu as vu de loin qu'il était possible de formuler la MC en terme d'intégrales de chemins et que tu en as conclue à tord que l'on parlait également de particules virtuelles en MC. Ce qui confirmerait de ton point de vue, et pour une raison erronée, la non-existence formelle des particules virtuelles. Or il aurait fallu que tu étudies ces articles beaucoup plus en profondeur(articles que je connaissais déjà), pour te rendre compte que la similitude entre les 2 formulations est très différente et qu'il est impossible, notamment d'attribuer aux fonctions de Green retardées le statut de propagateur, comme cela est le cas en MQ. On ne peut alors pas parler dans ce cadre de particules virtuelles en tant que particules ayant un réel sens physique(vecteurs de l'interaction, self-énergie, polarisation du vide, etc...)

Evidemment les intégrales de chemins sont différentes … les théories classiques et quantiques sont différentes. Mais le fond du problème est le même.

Non, pour les raisons que j'ai explicitées précédemment. (tu mets tous les oeufs dans le même panier, sans voir les subtilités essentielles qui permettent d'avoir une vision objective de la modélisation)

Comment j'explique l'effet casimir?
Si tu fais le calcul, prenons le cas simple et non réaliste de deux plans parallèles et parfaitement réfléchissant, alors tu obtiens une force attractive entre les deux plaques. C'est tout.

D'où vient la force attractive ???

à causes des conditions limites, les modes du champ electromagnétique entre les deux plaques sont quantifiés, ce qui n'est pas le cas à l'extérieur des plaques.

D'où vient ce champs EM ??

Pour une description assez détaillée du phénomène, le wiki anglophone sera très enrichissant je pense.

[invite6754323456711]

Bonsoir,


Ce débat sur l'ontologie du concept de particule entre physiciens est très instructif.

Si le modèle de particule virtuelle répond à un cadre théorique et que se modèle permette des prédictions vérifiables que chercher de plus ? Que peut apporter une réponse, si réponse il peut il y avoir, sur l'ontologie du concept/modèle de particule virtuelle ?


Patrick

[vaincent]

Bonsoir,

je voudrais rajouter à mon propos certains faits qui me sembles importants tout en sortant(un peu) du cadre "technico-mathématique" des posts précédents qui nous écartent de la vraie physique, que l'on pourrait définir comme ce qui est concevable.

Dans le modèle standard de la physique des particules, il y a les fermions et les bosons. Les fermions sont les particules composant la matière et subissant les interactions fondamentales de la nature telle que nous la connaissont. Les bosons(*) sont les particules de masses nulles vecteurs(médiateurs, messagères,etc..) de ses interactions.(les bosons vecteurs de l'interaction faible étant bien, avant brisure de symétrie, de masses nulles).

Les interactions fondamentales sont propagées via uniquement des particules dîtes virtuelles(existant pendant un cours instant).

* Si mes doigts ne traverse pas les touches du clavier qui me permet d'écrire ces quelques phrases, c'est bien parce que les électrons des atomes des touches et de mes doigts échanges des photons(virtuels) et transmettent l'information de la répulsion électrostatique.

* Ces mêmes atomes sont composés de protons et de neutrons, eux mêmes composés de quarks (constituants). A tout instant, la structure hadronique de ces protons et neutrons est maintenue gràce à l'échange de gluons(virtuels) entre ces quarks.

* Pour un noyaux radioactifs bêta -(par exemple), un neutron va se transformer en un proton, un électron et un anti-neutrino électronique via un boson W- (virtuel).
(je ne parle pas de la gravitation puisqu'elle ne rentre pas dans le cadre du modèle standard)

En résumé, l'ensemble de ses 3 interactions fondamentales sont propagées par des particules dites virtuelles, car indétectables directement, mais pourtant bien réelles.
La présence physique des tous ces bosons vecteurs a été démontré par l'expérience et confirmé et reconfirmé assez de fois pour ne plus avoir de doutes sur ce fait.
Même s'il existe des domaines d'énergies qui sont dit perturbatifs et d'autres non-perturbatifs, pour faire des calculs et uniquement pour cela, l'on sait bien qu'il s'échange dans la nature continuellement des bosons virtuels. Sinon comment le concevoir autrement ? Qu'est-ce-qui propagerait les interactions fondamentales ??


(*) certains atomes et certaines molécules peuvent avoir le titre de bosons car de spin entier, mais ne sont à l'évidence pas élémentaires.

[dragounet]

Bonsoir,


Ce débat sur l'ontologie du concept de particule entre physiciens est très instructif.

Si le modèle de particule virtuelle répond à un cadre théorique et que se modèle permette des prédictions vérifiables que chercher de plus ? Que peut apporter une réponse, si réponse il peut il y avoir, sur l'ontologie du concept/modèle de particule virtuelle ?


Patrick

Mais savoir si les particules virtuels ont une existence physique ou seulement mathématique est très important.

Si elles ne sont qu'une astuce mathématique, cela signifie que l’on ne sait pas comment par exemple des électrons se repoussent physiquement.

Cela veut dire que physiquement l’explication des particules virtuelles est une légende et qu’il ne faut que considérer des champs électriques et magnétiques.

Après tout c’est vrai que l’attraction d’un électron par un proton via un photon virtuel boomerang, cela parait très folklorique comme explication.

Mixoo a finit par me convaincre que ces particules virtuels n’ont aucune réalité physique.

Un Staffiste peut-il donner son avis ?

[Deedee81]

Salut,

Je sais pas si je suis un Stafiste , mais voici.

Mais savoir si les particules virtuels ont une existence physique ou seulement mathématique est très important.

Pas pour moi car toute modélisation d'un système physique est une description, utilisant toutes sortes d'outils y compris mathématique. La question n'a d'intérêt que philosophique, pas physique. Est-ce que T, la température, est quelque chose de réel ? Ou T est il juste un simple nombre appartenant à l'ensemble mathématique R ? Ou bien T est-il une lettre de l'alphabet ? Quelle importance ??? L'important est le lien opérationnel, instrumental entre le symbole et l'expérience (T est la valeur lue sur le thermomètre placé dans l'enceinte blablabla). Ces liens et cette modélisation peuvent être extrêmement complexex, ça ne change pas le principe.

En outre. La notion de particule virtuelle n'a souvent de sens que par rapport à ce qu'on considère comme le système ! Je m'explique.

Prenons un processus par lequel un atome dans un état excité se déplace et émet un photon.

Tu peux étudier ce système en soit, et le photon y est considéré comme réel.

Idem, un processus par lequel un atome absorbe un photon.

Prenons maintenant deux atomes échangeant un photon. Ce sont les deux processus considérés ensembles. Dans ce cas, ce photon, qui peut très bien conduire à une force attractive ou répulsive, ne saurait être observé par l'expérimentateur, par définition, et il est qualifié de virtuel. Les fluctuations du vide, par exemple, peuvent servir à donner une interprétation des forces de van der Waals (voir le livre Quantum Field Theory de Itzykson et Zuber, juste après la section sur Casimir), idem pour l'effet Lamb, etc.

Il est donc évident que ce qu'on considère comme réel ou virtuel n'est qu'une affaire de convention. Après tout, le deuxième atome pourrait très bien être dans ma rétine. Et le photon virtuel je vais dire "je l'ai vu".

Les particules virtuelles peuvent avoir des états étranges comme des énergies négatives. Mais c'est normal en MQ ! Vu le principe d'indétermination et leur courte existence, l'énergie n'est pas nécessairement bien définie.

Et les particules réelles ? Dans les expériences et les calculs on considère idéalement des particules venant de l'infini ou partant à l'infini avec des énergies précises. Mais ce n'est qu'une approximation ! Elles aussi vont interagir (par exemple avec un appareil de mesure) et avoir une durée d'existence limitée.

Il n'y a donc (amha) aucune différence physique entre particules virtuelles et réelles. Et ce que je dis concernant la modélisation mathématique au début s'applique autant aux particules réelles que virtuelles. Si on rejettait les particules virtuelles sous prétexte qu'il ne s'agit que d'une modélisation (il est vrai, par exemple, qu'il ne faut pas confondre un diagramme de Feynman avec la réalité. Déjà, il faut considérer la somme d'une infinité de diagrammes et même une infinité de diagrammes identiques mais avec des paramètres qui varient), alors il faudrait rejeter toute réalité. Faut pas pousser bobonne dans les orties.

[dragounet]

Déjà, il faut considérer la somme d'une infinité de diagrammes et même une infinité de diagrammes identiques mais avec des paramètres qui varient), alors il faudrait rejeter toute réalité. Faut pas pousser bobonne dans les orties.

C'est quoi la réalité pour toi ?

Nos sens et notre intellect ne donne qu’une interprétation de la réalité.

Si on était dans un univers virtuel à la matrix, on ne le saurait pas !

[Deedee81]

C'est quoi la réalité pour toi ?

Ce que je peux mesurer.

Nos sens et notre intellect ne donne qu’une interprétation de la réalité.

Exact.

Si on était dans un univers virtuel à la matrix, on ne le saurait pas !

Exact. Dans ce cas, pourquoi s'en soucier ? Si je fais de la physique c'est pour étudier ce que je peux mesurer. Pas pour expliquer la vie de Néo

[Deedee81]

Il n'y a donc (amha) aucune différence physique entre particules virtuelles et réelles.

Attention, je tiens à préciser que cette façon de voir n'est pas nécessairement incompatible avec d'autres propos comme ceux de Mixoo sur le fait que le vide ne fluctue pas.

Il a raison.

Le Docteur Zeh l'explique très bien. Le vide (quantique) est l'état d'énergie le plus bas du champ. Il n'y a rien de plus stable et de plus calme.

Il ne faut pas confondre le modèle avec la réalité mais il ne faut pas non plus se désoler qu'on n'aie que des modèles. C'est même le cas pour la physique classique. Je n'ai jamais vu de pomme, c'est juste ma rétine qui réagit à des photons que j'interprète comme "pomme". Est-ce si grave ? Si les déductions qu'on en tire sont consisantes avec les observations, on ne demande pas plus.

Pour en revenir au vide et à ce que je disais, on oublie souvent cette histoire de "somme de tous les diagrammes". En particulier, cela signifie que le vide ce n'est pas des fluctuations de ci de là, non, c'est toutes les fluctuations possibles et imaginables partout et à tout instant !!!! Quel truc affreux. Cela rend le vide invariant par translation, par rotation et par transformation de Lorentz (mais curieusement pas sous les accélérations). C'est-à-dire que le vide quantique n'est pas du néant mais est hautement homogène et isotrope. Il ne fluctue pas. Les fluctuations ne sont qu'une image très grossières. Mais ça n'empêche qu'il n'est pas néant et peut avoir des effets physiques (Casimir par exemple).

Les seules difficultés ne sont donc pas ces histoires de "réel ou virtuel" ou "ce qu'on voit existe-il ou pas", etc... Non. Les difficultés sont juste la complexité théorique et le caractère exotique. Il est clair qu'il est plus facile de coller une ontologie à la pomme qu'au vide quantique.

[invite4ff2f180]

Bonjour,
je suis très occupé en ce moment, d'où mon absence de réponse (pourtant dieu sait que j'ai envie de répondre!). Je posterai sûrement en fin d'après-midi ou demain dans la matinée pour donner ma réponse. Elle sera sûrement relativement longue mais, je l'espère, bien argumentée (je n'ai toujours pas changer d'avis). En lisant les posts précédents je pense que certaines personnes ont mal compris ce que je disais.
A tout à l'heure!

[invite4ff2f180]

Déja, je précise : je suis théoricien en théorie quantique des champs (je ne dis pas ça par argument d'autorité, je le précise juste suite à certaines allusions faites précédemment). Je pense d'ailleurs que c'est principalement les expérimentateurs et les phénoménologistes qui prennent le plus souvent ces particules virtuelles au pied de la lettre, à tord. Cette erreur vient très probablement de la méthode d'enseignement, où des les premiers cours on introduit les fameux diagrammes de Feynman, laissant penser qu'il sont inhérent à la théorie quantique des champs. Mais bon, le problème n'est pas là. Je m'excuse par avance pour la taille du post, mais je souhaite qu'il soit clair et bien détaillé. Je tiens aussi à préciser, c'est expliqué dans la suite, que ce n'est pas une question d'interprétation. Voilà mes arguments :

Les particules virtuelles ont étés introduites dans les années 40-50 par Feynman et bien d'autres quand ils ont développé, ou plutôt systématisé, des techniques de calcul perturbatif. Aujourd’hui'hui cette technique est toujours utilisée, ce sont les diagrammes de Feynman. En effet, il est à ce jour impossible de trouver la solution exacte du lagrangien du modèle standard (ou même QED!), et on est donc amené à faire des approximations. Les diagrammes de Feynman ne sont qu'une représentation mnémotechnique de l’interaction*: ils permettent d'expliciter les différentes intégrales qui apparaissent dans le calcul mathématique de manière visuelle et ainsi de faciliter le calcul. La méthode est la suivante : en théorie perturbative, on décortique l’interaction comme une somme de termes : plus on prend des termes d'ordre élevé, plus leurs contribution est faibles et négligeable. Dans cette approche, on peut schématiquement écrire l’interaction comme une somme de diagrammes (les fameux diagrammes de Feynman), plus ou moins compliqués, dans lesquels on introduit des particules virtuelles ayant des propriétés très particulières (ces propriétés sont fournies par le calcul théorique, qu'il faut donc faire au moins une fois en analysant les termes qui apparaissent dans le lagrangien). Dans ces diagrammes, les pattes sortantes et entrantes (les pâtes externes) correspondent à des particules réelles, ce qui amène les physiciens à interpréter les pâtes intérieures aussi comme des particules. Mais puisque ces pâtes internes ne respectent pas les propriétés des particules réelles (on dit qu'elles sont «hors couche de masse»), on le nommes particules virtuelles.
Mais les physiciens parlent de particules virtuelles uniquement pour illustrer les calculs, c'est à dire pour donner une image intuitives des diagrammes de Feynman et on peut très bien ne jamais les mentionner (c'est d'ailleurs le choix fait par Weinberg dans ces trois livres sur la théorie quantique des champs ou je ne pense pas qu'il les mentionne une seule fois, livres qui font tout de même référence dans le domaine).

Cependant, et c'est un point extrêmement important, si les particules virtuelles avaient une quelconque réalité, alors elles devraient laisser une trace dans toutes les méthodes de calcul prédisant un même phénomène. Or, et c'est connu depuis des décennies, le détail des diagrammes de Feynman dépend largement de la méthode utilisée pour faire le développement perturbatif (c'est en particulier dit explicitement par Landau et Lifshitz dans la section 79 de leur livre) : selon la méthode utilisée, le nombre de particules virtuelles peut être différent, leurs propriétés peuvent changer également. Encore plus important, si on utilise des méthodes de résolution non perturbatives, alors les calculs peuvent être réalisés sans même introduire ces particules virtuelles ! (c'est par exemple le cas dans certaines approches de théorie de jauge sur réseau ou dans certaines théories des champs conforme, ou encore dans des modèles simplifiés à deux dimensions spatiales où il existe des cas où la matrice S est totalement factorisable, voir les articles des frères Zamolodchikov par exemple). Pour moi la non existence des particules virtuelles dans les méthodes de calcul non pertubatives est bien la preuve qu'elles ne sont qu'un artefact de la méthode de calcul utilisée (la méthode perturbative). Si quelque chose dépend de la méthode utilisée pour faire le calcul, alors ce quelque chose ne peut être considérer comme «réel». Ce n'est donc PAS une simple question d'interprétation comme il peut y avoir en mécanique quantique par exemple, ce n'est pas de la philosophie!

Un autre argument que l'on rencontre souvent en faveur des particules virtuelles, sont les inégalités d'Heisenberg. Elles sont généralement enseigner dès les premières années de fac et pourtant très mal comprises.
Le discours généralement tenu est le suivant : «à cause des inégalités d'Heisenberg, on peut violer la conservation de l'énergie pendant un très cour instant, autorisant ainsi la présence de processus non physiques». Cependant, pour démontrer la relation d'incertitude position-impulsion en mécanique quantique, on utilise le fait que ces deux opérateurs satisfont certaines relations de commutations bien précises. Or si de tels opérateurs existent bien pour la position et l'impulsion, ce n'est pas le cas pour l'énergie et le temps : Il n'y a PAS d'opérateur temps ni en mécanique quantique, ni en théorie quantique des champs. Et des relations de commutations telles que celles vérifiées par x et p sont en plus impossibles pour l'opérateur énergie H car ce dernier est «minoré» (c'est à dire qu'il existe d'un état fondamental). La démonstration est technique, mais très bien connue. Donc la relation d'incertitude temps-énergie n'existe pas de manière rigoureuse, ni en mécanique quantique traditionnelle, ni en théorie quantique des champs! Dans tous les cas, elle n'a rien de fondamental. Tout ce que l'on peut dire à propos ce cette formule, c'est qu'elle est «relativement» bien vérifiée dans beaucoup de cas.

Maintenant, un mot à propos des fluctuations quantique du vide :
on lit souvent (sur ce forum, sur wikipedia, dans de nombreux livres introductifs à la théorie des champs) que le vide est constitué d'une «soupe de particules virtuelles». Ce n'est pas vrai (plus exactement, ce n'est qu'un image simpliste de la réalité). Le terme «flucutation» n'est pas bien compris en général :

Commençons par un exemple très bien connu et accessible à tous : l'oscillateur harmonique quantique. Dans l'état fondamental, l'écart quadratique moyen de l'opérateur position est non nul. On peut alors dire qu'il y a des «fluctuations». Ce que ça veux vraiment dire, c'est que l'état fondamental n'est pas un état propre de l'opérateur position et donc que l'on ne peux pas associer de position à cette état. C'est donc le résultat des mesures possibles qui fluctue mais pas l'état lui même, qui reste le même état fondamental! Cette nuance est extrêmement importante.
On peut ensuite généraliser ce modèle à un nombre infini de degrés de libertés (gardons une seule dimension spatiale pour simplifier mais la généralisation est immédiate) : on obtient ainsi une théorie des champs quantique et l'opérateur q(x) devient un champ quantique phi(x). Le vide est alors remplacé par l'état fondamental de l'ensemble des oscillateurs (le vide correspond donc bien au niveau fondamental, c'est à dire de plus basse énergie, de la théorie). Ce que l'on entend maintenant par «fluctuations quantiques du vides» c'est la fait remarquable que (entre autre!) la quantité <(phi(x) - <phi(x)>)^2> n'est pas nulle! Lors d'un traitement perturbatif, cela se traduit, dans les diagrammes de Feynman par la création de paires particules-antiparticules virtuelles. Mais cette interprétation n'est pas nécessaire. L'état du vide est (heureusement!) parfaitement définit de manière non perturbative et sans introduire le concept de particules virtuelles.

Cela nous mène à l'effet casimir (largement vérifié expérimentalement même s'il a d'abord été prédit théoriquement). Ce dernier est souvent invoqué comme preuve ultime de l'existence des particules virtuelles (avec la diffusion coulombienne ...). Mais ces résultats montrent SIMPLEMENT la légitimité du traitement perturbatif et de l'introduction des diagrammes de Feynman. En réalité, ces phénomènes ne prouvent pas la présence de particules virtuelles :
certaines personnes (dont celle qui à écrit l'articles wikipedia) utilisent les particules virtuelles pour obtenir le résultat final laissant croire qu'elles jouent encore une fois un rôle privilégié en théorie quantique des champs. Mais ce n'est pas une obligation! En particulier, l'effet Casimir peut être compris sans utiliser ces états virtuels (The Casimir Effect and the Quantum Vacum, R.L. Jaffe).


Donc, pour conclure, les particules virtuelles existent «sur le papier» quand on fait un traitement perturbatif, mais elles n'on rien de réelle, elles dépendent en particulier de la méthode utilisée et disparaissent même totalement dans certaines approches non perturbatives où elles sont inutiles. La notions de particules virtuelles est totalement absente des principes fondamentaux de la théorie quantique des champs. La seule raison pour laquelle on en parle tant, c'est qu'elles offrent une image attractive et relativement simple des phénomènes physiques sous-jacent. Finalement, je rappel que ce n'est pas une simple histoire d'interprétation comme il peut y avoir en mécanique quantique (voir plus haut).

Remarques plus techniques:

jusqu'ici, j'ai tenté d'expliquer les choses en faisant appel à un minimum de connaissances. Je propose ici des points plus techniques

a) Je le rappel pour ceux qui ne m'aurai pas lu précédemment, que les diagrammes de Feynman peuvent être introduit en physiques classique (je parle bien sûr de mécanique quantique classique (c'est à dire non relativiste). Je ne parle évidemment pas de la mécanique de Newton.). On peut par exemple représenter l’interaction d'un électron classique dans un potentiel V(x) à l'aide de diagrammes de Feynman. Comme en théorie des champs, les lignes internes peuvent alors être interpréter comme des particules virtuelles.

A. Thorndike, “Using Feynman diagrams to solve the classical harmonic oscillator,” Am. J. Phys. 68 (2), 155-159 (2000).

R. Penco and D. Mauro, “Perturbation theory via Feynman diagrams in classical mechanics,”

évidemment les deux théories sont différentes, les propriétés des particules virtuelles diffèrent (c'est évident puisque l'une est classique, l'autre quantique). Mais le point important, c'est que dans les deux cas on fait la même chose : on INTERPRETE les termes mathématiques intervenant dans le calcul à l'aide de particules virtuelles et diagrammes de Feynman. Cependant, dans le cas de la mécanique quantique classique, cette interprétation n'apporte pas de simplifications particulière et on n'insiste donc pas dessus.

b) Il y a des exemples de théorie des champs (modèle de Thirring pour ce citer que lui) que l'on sait résoudre analytiquement en 2d. On n'a donc pas besoin d'introduire les particules virtuelles. Il est cependant possibles d'introduire de particules virtuelles si l'on souhaite faire un traitement perturbatif. Celà montre bien que les particules virtuelles sont intrinsèquement lié à la méthode perturbative.

c) certain pourraient invoquer le rayonnement de Hawking comme argument en faveur des particules virtuelles. Pourtant Hawking précise lui même que cela n'est une image:
«it should be emphasized that these pictures of the responsible for the termal emission and area decrease are heuristic only and should not be taker too litterally», en parlant a propos de l'explication donnée avec les particules virtuelles. Le papier est : «particle creation by black Hole» Hawking, 1975.

Finalement juste certaines remarques en vrac:
a)quand j'ai donné exemples des ghosts dans le lagrangien de Faddeev Popov, c'était un EXEMPLE, pour montrer en particulier que les particules virtuelles introduites dépendent d'un choix arbitraire, celui de la jauge. Je n'ai pas dis que c'était exactement la même chose. Les ghost sont bien des particules virtuelles : ils interviennent dans les lignes internes des diagrammes de Feynman et sont «off-shell». Une autre propriété remarquable de ces ghosts, c'est qu'ils sont scalaire et pourtant vérifient des relations d'anticommutation. Bien sûr ça ne contredit pas la statistique de Fermi- Dirac, justement car ces particules virtuelles n'ont pas de réalité physique.
b)L'effet casimir entre deux plaques parfaitement réfléchissantes résulte bien en une force attractive entre les deux plaques. Le résultat est largement connu et même généralisé à des configurations plus réalistes (plans imparfait, réflexion imparfaite ...)
c) Même si le champ électromagnétique n'est pas l'objet fondamental en QED (c'est le potentiel vecteur qui intervient), on peut très bien l'introduire comme objets dérivé. Il n'y a aucune erreur ici.
Je n'ai jamais dis que le vide ne fluctuait pas, je dis juste que le vide n'est pas une «soupe de particules virtuelles». Je précise ce que j'entends par flucuation quantique plus haut.
d)«Si mes doigts ne traverse pas les touches du clavier qui me permet d'écrire ces quelques phrases, c'est bien parce que les électrons des atomes des touches et de mes doigts échanges des photons(virtuels) et transmettent l'information de la répulsion électrostatique.». Non, si tes doigts ne rentrent pas dans le clavier, c'est qu'il y a une interaction electromagnétique. Pas besoin d'invoquer les particules virtuelles, exactement de la même manière qu'il n'est pas nécessaire d'invoquer l'existence d'un «ether» pour expliquer la propagation des ondes electromagnétique. Il ne faut pas modeler la physique pour qu'elle corresponde à notre intuition, mais plutôt changer notre manière de penser en fonction de ce que nous apprend la phsyique.

Une dernière remarque importante à propos de la «réalité» en physique. Je ne veux pas entrer ici dans ce débat, je ne vais donc pas expliquer ce que j'entends par «réel» mais je vais plutôt définir ce qui ne peut pas être réel (je vois difficilement comment contredire ce qui suit) :
quelque chose ne peut être réel QUE si cette chose est indépendante de la méthode de calcul utilisée.

Bon, la théorie des champs est clairement une théorie très compliquée et contre intuitive. Il faut des années avant de vraiment la comprendre. Mais ce n'est pas parce que la théorie est compliquée qu'il faut accepter sans rechigner des interprétations abracadabrantesques, même si elles sont wikipedia!

Cordialement,

[Deedee81]

Non, si tes doigts ne rentrent pas dans le clavier, c'est qu'il y a une interaction electromagnétique. Pas besoin d'invoquer les particules virtuelles, exactement de la même manière qu'il n'est pas nécessaire d'invoquer l'existence d'un «ether» pour expliquer la propagation des ondes electromagnétique.

Ou pas besoin d'invoquer une mystérieuse force répulsive pour expliquer la pression plus élevées dans les fluides soumis à la statistique de FD que celles de BE ou MB (ça m'énerve quand je lis ça sans les précautions d'usage).

Même s'il me semble clair qu'on emploie certains mots non physiques comme "exister" d'une manière différente, je n'ai qu'une chose à dire sur ton long message :

bravo

Long, mais à lire absolument.

[dragounet]

Bravo Bel effort de vulgarisation.

Merci.

[invite4ff2f180]

J'ai justement pris le soin de ne pas définir "réel" mais plutôt de donner un critère d'irréalité pour éviter de tomber dans un autre débat.

[Les Terres Bleues]

Commençons par un exemple très bien connu et accessible à tous : l'oscillateur harmonique quantique. Dans l'état fondamental, l'écart quadratique moyen de l'opérateur position est non nul. On peut alors dire qu'il y a des «fluctuations». Ce que ça veux vraiment dire, c'est que l'état fondamental n'est pas un état propre de l'opérateur position et donc que l'on ne peux pas associer de position à cette état. C'est donc le résultat des mesures possibles qui fluctue mais pas l'état lui même, qui reste le même état fondamental! Cette nuance est extrêmement importante.

Cette interprétation ne doit-elle pas se lire dans les deux sens ?
Une formulation dans le genre : si on ne peut pas associer de position à l'état fondamental, ça signifie que l'état fondamental est indépendant de la représentation que nous nous faisons de ce qu'est une position, donc de notre représentation de l'espace-temps ?

Il ne faut pas modeler la physique pour qu'elle corresponde à notre intuition, mais plutôt changer notre manière de penser en fonction de ce que nous apprend la phsyique.

Tout à fait d'accord. Il me semble plus qu'urgent de s'y mettre.

quelque chose ne peut être réel QUE si cette chose est indépendante de la méthode de calcul utilisée.

En fait, il s'agit plutôt d'une manière de valider une ou des méthodes de calcul que de connaître quoi que ce soit de définitif sur la réalité ou la virtualité de quelque chose.

Cordiales salutations.

[vaincent]

Bonjour,

Cependant, et c'est un point extrêmement important, si les particules virtuelles avaient une quelconque réalité, alors elles devraient laisser une trace dans toutes les méthodes de calcul prédisant un même phénomène. Or, et c'est connu depuis des décennies, le détail des diagrammes de Feynman dépend largement de la méthode utilisée pour faire le développement perturbatif (c'est en particulier dit explicitement par Landau et Lifshitz dans la section 79 de leur livre) : selon la méthode utilisée, le nombre de particules virtuelles peut être différent, leurs propriétés peuvent changer également. Encore plus important, si on utilise des méthodes de résolution non perturbatives, alors les calculs peuvent être réalisés sans même introduire ces particules virtuelles !

Je suis tout à fait d'accord, et je le sais très bien, mais j'avoue que je serais très curieux de savoir comment tu interprètes l'interaction dans une réaction calculée de façon non-perturbative ?? Est-ce une boîte noire pour toi, où l'on y met les bons ingédients sans avoir la moindre idée de ce qui s'y passe, mais tant pis puisque ça marche ??

Pour moi la non-existence des particules virtuelles dans les méthodes de calcul non pertubatives est bien la preuve qu'elles ne sont qu'un artefact de la méthode de calcul utilisée (la méthode perturbative).

Non ce n'est pas une preuve. Ce dire ça est un raccourci qui permet de se donner une réponse toute faite, et évite d'avoir à se demander ce que se passe physiquement dans une réaction.
Beaucoup de théoriciens que j'ai rencontré (plus théoriciens que moi, même si je le suis trop selon certain amis expérimentateurs ! tout est relatif)) se cachent derrière des calculs complexes qu'ils ne comprennent que mathématiquement, et non physiquement ! Lorsque je leur demande "que-ce-qui se passe concrètement pour toi ? ils sont incapable de me répondre autrement qu'en me montrant leur calculs et sont gènés de ne pas pouvoir m'apporter une réponse plus satisfaisante. C'est dire à quel point ils sont noyés dans une complexité qui les dépasse. Ils ne font plus de physique depuis bien longtemps et je trouve ça triste pour un physicien !(même chose pour les expérimentateurs qui sont devenue des analystes programmeurs) A mon avis seules quelques dizaines de personne au monde arrivent à se représenter une image fidèle de la physique d'une réaction, avec toutes les subtilités que cela implique. A mon humble niveau je me dis que si les particules virtuelles interviennent dans certaines techniques de calculs, ce n'est pas par hasard et que cela a une importance sur le plan de l'interprétation physique de la théorie.

Lors de ma thèse, J'ai rencontré au sein de mon laboratoire d'acceuil un théoricien, un vrai, un pur (un russe en plus !) qui a écrit un livre (édité) s'appelant "lectures on quantum chromodynamics" et qui s'attache, en présentant les fondements des théories de gauge non-abéliennes, à donner les implications phénomènologiques des ses théories et de donner certaines interprétations physiques de celles-ci, ce qui est rare dans la littérature je trouve.
J'ai eu parfois l'occasion d'avoir de longues discussions avec lui sur la "réalité" physique de la théorie quantique des champs ainsi que de la relativité générale. Et lorsque je lui ai posé la fameuse question de la "réalité" des particules virtuelles, il m'a répondu que "même s'il on est jamais sûr de rien, on peut tout de même dire que même lors d'une réaction dans le domaine non-perturbatif de la théorie, il est très difficilement imaginable que des particules vectrices de l'interaction mise en jeu ne soit pas échangées". Bien entendue ça ne prouve rien, mais cela me rassure de me dire que certains physiciens(même théoriciens) se posent encore des questions d'ordres physique et uniquement d'ordre physique.

[invite4ff2f180]

Pour te répondre rapidement, je vais plutôt te poser une question : est-ce qu'une réponse physique doit nécessairement être une réponse simple et intuitive ? Moi, je ne pense pas. La complexité n'appartient pas seulement aux mathématiques. Sûrement qu'un jour une théorie plus simple sera proposée, mais ce n'est actuellement pas le cas.
D'ailleurs, toutes les questions n'ont pas nécessairement de sens. Et quand on pose la question "concrètement" celle-ci sous entend en fait "classiquement" ou "avec des concept que je connais déjà", car les seuls phénomènes que l'on appréhende bien sont les phénomènes classiques. Mais si un phénomène est purement quantique alors on ne peux pas l'expliquer de manière classique et il faut apprendre à appréhender ce nouveau phénomène.

C'est un peu comme si tu demandais, après une longue explication sur les fentes d'young "ok, j'ai compris, mais donc finalement par quelle fente il passe l'électron ?". La question n'a pas de sens dans le formalisme de la MQ, tout simplement parce que l'électron n'est pas une particules classique.

Et c'est justement là la forces des diagrammes de Feynman et la raison pour laquelle ils ont été si bien adoptés. C'est parce qu'il permettent d'avoir une vision "classique", "habituelle" du processus par échange de particules virtuelles : en fait tout se passe comme si on avait des interactions de "contact" entre des particules ponctuelles.

Autre point : je le répète, si quelque chose est "réel", alors cette élément de réalité ne peux pas changer selon la méthode de calcul (je ne connais pas de définition "physique" sérieuse de la réalité qui déroge à cette règle, et pourtant le mot "réalité" à été plus que débattu en mécanique quantique). Les particules virtuelles ne répondent pas à ce critère, je ne vois pas alors comment leur donner une quelconque réalité.

Je pense que tu as le même problème que les physiciens un siècle plus tôt : ils ne pouvaient pas imaginer que les ondes lumineuses se propagent dans le vide. Ils voulaient donc mettre leur ether. Et pourtant aujourd'hui ça ne choque même plus personne. Pourquoi veux tu qu'il y ait des "particules virtuelles échangées" ?
Après tout, il ne faut pas oublier que l'on parle de théorie des champs, la notion de particule elle même est un peu bancale une fois que l'on traite des champs en interactions et non des champs libres. L'image d'une interaction comme des particules ponctuelles est bien évidemment fausse, ce qui interagit ce sont des champs quantiques.

Cordialement,