Le néant existe-t-il ?

[dragounet]

Bonjour à tous.

Note aux modérateurs, j’ai terriblement hésité dans quel forum poser ma question, je ne sais pas si le forum physique est le plus approprié.

Pour préciser ma question, avec la physique quantique le vide est défini comme le plus bas niveau d’énergie possible.

On sait (ou ce n’est qu’une théorie ?) que le vide quantique est agité par l’écume sous jacente de la réalité consistant en une création-annihilation infinie de particules virtuelles.

Alors le néant n’existe pas en tant que rien mais en tant que réalité virtuel ?
-----

[obi76]

Bonjour,

on verra comment ça évolue, cela dit ce morceau de phrase me fait tiquer...

On sait (ou ce n’est qu’une théorie ?) que le vide quantique est agité par l’écume sous jacente de la réalité

Cordialement,

[Deedee81]

Salut,

Il faudrait déjà définir le néant. Et si possible avec une définition physique !

Déjà qu'il y a plusieurs définitions du vide. Alors il faut être prudent. Sinon on va parler dans... le vide !

[dragounet]

Justement, quel est la définition physique (scientifique) du vide?

Le néant serait de l'espace-temps sans rien, ni ondes gravitationelles, ni ondes électromagnétiques, ni bosons, ni fermions. C'est possible ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[vaincent]

Le néant serait de l'espace-temps sans rien, ni ondes gravitationelles, ni ondes électromagnétiques, ni bosons, ni fermions. C'est possible ?

Selon nos connaissances, non. De plus s'il y a de l'espace-temps, il y a forcément un champs gravitationnel et un champs électromagnétique même sans présence de sources, c'est ce qu'indique les équations. Le néant par définition n'existe pas, puisque c'est justement le contraire de ce qui existe. Selon moi donc, rien ne sert de s'imaginer notre univers "entouré" de néant, puisque je pense que ce mot n'a aucune signification, ni physique, ni métaphysique.

[invite4ff2f180]

Bonjour,
en théorie quantique des champs, le vide est définie comme l'état de plus basse énergie. Il correspond à un état quantique sans "particules".

Sinon, et c'est surtout la raison de mon intervention, je voudrais encore préciser quelque chose :
Les particules virtuelles, il vaut mieux ne pas en parler (sauf si on a compris ce qu'elles signifient)! En particulier, elle n'ont AUCUNE réalité physique : ce n'est qu'une "astuce" théorique pour expliquer les calculs. La seule et unique raison pour laquelle on parle de "particules virtuelles" c'est parce qu'elles sont pratiques pour décrire les diagrammes de Feynmann. Mais elles n'ont de sens que pour un traitement perturbatif.

Et si des gens ont encore un doute sur leur nature réelle ou non, je rappelle que l'on peut très bien faire des diagrammes de Feynmann en mécanique quantique classique (dans la théorie des perturbations) et que l'on peut alors introduire ces même "particules virtuelles" !!

[dragounet]

Mais pourtant le rayonnement Hawking est expliqué comme suit :

des paires particule-antiparticule sont en permanence générées par le vide et à l'horizon d'un trou noir, les forces de marée générées par le champ gravitationnel du trou noir sont si intenses qu'elles peuvent éloigner la particule de son antiparticule, avant qu'elles ne s'annihilent. L'une est absorbée par le trou noir, tandis que l'autre (la particule émise) s'en éloigne dans un sens opposé.

Donc si une particule virtuel peut de venir réel ce n'est pas qu'une "astuce" théorique pour expliquer les calculs.

[invite4ff2f180]

C'est parce que c'est une explication "avec les mains" du rayonnement de Hawking, mais si on veux l'expliquer correctement, c'est beaucoup (beaucoup) plus compliqué.

[arrial]

Salut,


… pitit problème de vocabulaire …

•1► le vide et la matière
•2► l'être et le néant

▼▼▼
Le néant n'est nullement une notion physique, mais philosophique.

« avec la physique quantique le vide est défini comme le plus bas niveau d’énergie possible »

Ça n'est pas ma vision : l'origine des potentiels, donc des énergies, est, à mon sens, arbitraire. Peut-être tout de même, mais alors, l'énergie de quoi par rapport à quoi ??

Quant au vide, on ne sait pas trop ce que c'est, car la probabilité d'existence de particule(s) n'y est pas nulle, et que cette probabilité dépend de l'environnement [effet Casimir]


« le vide quantique est agité par l’écume sous jacente de la réalité »
… euh … je crains bien que tu ne sombres dans le péché originel de la confusion entre le vocabulaire profane et celui scientifique …


Pour répondre mieux à ta question : l'inexistence du vide n'est plus une théorie, c'est un phénomène expérimentalement prouvé. Quant à tout ce que ça implique, il y a encore du boulot …



@+

[vaincent]

Bonjour,
en théorie quantique des champs, le vide est définie comme l'état de plus basse énergie. Il correspond à un état quantique sans "particules".

Sinon, et c'est surtout la raison de mon intervention, je voudrais encore préciser quelque chose :
Les particules virtuelles, il vaut mieux ne pas en parler (sauf si on a compris ce qu'elles signifient)! En particulier, elle n'ont AUCUNE réalité physique : ce n'est qu'une "astuce" théorique pour expliquer les calculs. La seule et unique raison pour laquelle on parle de "particules virtuelles" c'est parce qu'elles sont pratiques pour décrire les diagrammes de Feynmann. Mais elles n'ont de sens que pour un traitement perturbatif.

Et si des gens ont encore un doute sur leur nature réelle ou non, je rappelle que l'on peut très bien faire des diagrammes de Feynmann en mécanique quantique classique (dans la théorie des perturbations) et que l'on peut alors introduire ces même "particules virtuelles" !!

Et l'effet Casimir alors ?? Il ne se passerait rien si l'énergie du point zéro était effectivement nulle...mais ce n'est pas le cas.

[invite6754323456711]

… pitit problème de vocabulaire …

•1► le vide et la matière
•2► l'être et le néant

Il y a peut être un lien entre ces deux classes de concept (physique et philosophique) qui est la notion complexe d'énergie.

Ou est puisé cette énergie ? Avons nous une compréhension complète et satisfaisante de cette notion d'énergie ?


Patrick

[david_champo]

Bonjour Patrick,

Ou est puisé cette énergie ? Avons nous une compréhension complète et satisfaisante de cette notion d'énergie ?

Qu'est ce que vous appelez une compréhension satisfaisante ?

Il y a peut être un lien entre ces deux classes de concept (physique et philosophique) qui est la notion complexe d'énergie.

En quoi ce lien Philosophique/Physique ou plutôt Psychologie/Physique peut elle faire avancer la théorie en Physique ?

Cordialement,
David

[invite6754323456711]

Bonjour Patrick,
Qu'est ce que vous appelez une compréhension satisfaisante ?

Qui apporte une réponse à toute les questions physiques qui nous sont imposées par nos observations.

En quoi ce lien Philosophique/Physique ou plutôt Psychologie/Physique peut elle faire avancer la théorie en Physique ?

C'est votre vision qui n'est fondé que sur votre état de pensé Psychologique.

Patrick

[david_champo]

Re,

Qui apporte une réponse à toute les questions physiques qui nous sont imposées par nos observations.

Est ce que le concept d'Energie n'est pas une définition faite justement pour esquiver la partie explication et pouvoir avoir une approche quantitative des phénomènes (je pense notamment à la thermodynamique, à l'électromagnétisme mais aussi à la quantification) plutôt que qualitative ?

C'est votre vision qui n'est fondé que sur votre état de pensé Psychologique.

je crois que je vais méditer dessus

[invite6754323456711]

Est ce que le concept d'Energie

Je partage la vision ou l'énergie est avant tout un concept.

n'est pas une définition faite justement pour esquiver la partie explication et pouvoir avoir une approche quantitative des phénomènes (je pense notamment à la thermodynamique, à l'électromagnétisme mais aussi à la quantification) plutôt que qualitative ?

Pourquoi s'interdire d'exploiter les deux approches quantitative et qualitative ?

Par exemple l'Algèbre qualitative apporte un autre regard qui me semble être complémentaire à notre compréhension des phénomènes physiques.


Patrick

[david_champo]

Pourquoi s'interdire d'exploiter les deux approches quantitative et qualitative ?

Par exemple l'Algèbre qualitative apporte un autre regard qui me semble être complémentaire à notre compréhension des phénomènes physiques.


Patrick

Est ce que vous pouvez développer ? Je suis très intéressé.

[invite6754323456711]

Est ce que vous pouvez développer ? Je suis très intéressé.

Des exemples
http://dormoy.org/JLuc/Papers/Slides...isenburg88.pdf
http://www.intellectica.org/archives...ague_Trave.pdf
Chapitre 19

Patrick

[coussin]

Le vide, ça frotte

[Gilgamesh]

Néant est un notion métaphysique et non physique. Le néant par définition n'a pas d'existence : il est donc à part ça indéfinissable (il n'a aucune autre qualité que ça : ne pas être).

L'espace et le vide sont par contre des objets physiques, munis d'une phénoménologie riche et mystérieuse.

L'espace peut avoir une topologie complexe, des dimensions multiples dont certaines compactes, etc.

Le vide représente le contenu de cet espace dans son état d'énergie minimal et on n'est qu'au début de la découverte de ce qui s'y déroule.


a+

[arrial]

L'une est absorbée par le trou noir, tandis que l'autre (la particule émise) s'en éloigne dans un sens opposé.

Salut,

À ce propos, même si ça déborde un peu le cadre de la question, je n'ai toujours pas compris pourquoi ce devait être "l'autre" [l'anti-matière] qui devait préférentiellement être absorbée, et la matière rayonnée au dehors …
Quelqu'un a la réponse ?

@+

[invite4ff2f180]

Bonjour,
je ne vois pas en quoi l'effet Casimir contredit ce que j'ai dit. Vous me citez entièrement mais je pense que votre critique concerne uniquement le début de mon post :
en QFT, le vide correspond toujours à l'état fondamental des champs quantiques considérés. Il est définit comme cela. Il a donc l'énergie la plus basse. Ca ne veux pas dire que le vide à des propriétés classique, je n'ai jamais dit ça ! Dans tout les cas, l'image d'un vide remplit de "particules virtuelles" est clairement erronée, elle a juste l'avantage de rendre certains concepts plus intuitifs mais au dépends d'autre erreurs.

[Deedee81]

Salut,

À ce propos, même si ça déborde un peu le cadre de la question, je n'ai toujours pas compris pourquoi ce devait être "l'autre" [l'anti-matière] qui devait préférentiellement être absorbée, et la matière rayonnée au dehors …
Quelqu'un a la réponse ?

Oui. Tout d'abord, ce n'est pas l'antimatière qui est absorbée, mais la particule d'énergie négative, l'émission elle contient autant de matière que d'antimatière. Mais ça ne répond pas à ta question.

Cette description est erronée.

Le calcul du rayonnement de Hawking à partir de l'équation d'onde (théorie quantique des champs) et de la structure de l'espace-temps (horizons) ne fait pas appel à une telle paire dont l'une est absorbée ou l'autre pas.

Le problème est que ce calcul (calcul des états quantiques du vide, coefficients de Bogoliubov et touti quanti) est fort abstrait et difficile à vulgariser. Ce qui a donné lieu à des descriptions telles que celle là qui sont soit fausses soit fortement limitées.

Quoi d'étonnant : la RG est difficile à vulgariser. La MQ aussi. Alors imagine les deux ensembles

Autre indication que cette description est imparfaite ou fausse. Une des difficultés avec le rayonnement de Hawking est la "réaction en retour" : l'effet sur la métrique de l'espace-temps du à l'émission de ce rayonnement. Ce problème n'est pas encore clairement résolu. Or si l'émission de ce rayonnement pouvait se traduire par la traversée des particules d'énergie négative, un pt'tit coup de physique statistique, et hop, on pourrait calculer l'évoltion de la métrique du TN. Ce n'est malheureusement pas aussi simple.

[dragounet]

Salut, c'est quoi: les coefficients de Bogoliubov , un rapport avec les Bogdanovs?

[dragounet]

Au fait si les particules virtuels ne sont qu'une astuce théorique, les fluctuations quantiques du vide sont aussi une astuce théorique et le vide ne fluctue pas, non ?

[invite4ff2f180]

1) les coefficients de Bogoliubov on à voir avec la physique. Donc aucune chance qu'ils aient un quelconque lien avec les Bogdanov.

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.

[vaincent]

Bonjour,
j" est clairement erronée,[...]

L'effet Casimir montre pourtant clairement que de l'énergie est emprunté au vide quantique, et ce de façon différente entre les plaques métalliques(nombre limité de modes de résonances des photons virtuels) et à l'extérieur des plaques(nombre illimité de modes de résonances).
e ne vois pas en quoi l'effet Casimir contredit ce que j'ai dit.
[/quote]


[quote] Dans tout les cas, l'image d'un vide remplit de "particules virtuellesLe terme "virtuel" a été introduit initialement pour présicer qu'il est a priori impossible d'emprunter de l'énergie à une particule portant ce qualificatif(on sait maintenant que c'est possible), mais il n'est pas à prendre au pied de la lettre car ces particules existent bel et bien selon le principe d'incertitude. Comment expliquer l'effet Casimir sinon ?

Et même lors d'un diffusion e^-e^- les photons virtuels échangés lors de l'interaction existent aussi, sinon il n'y aurait pas de diffusion. Ok les photons échangés ne sont pas sur leur couche de masse mais cela est autorisé par le principe d'incertitude. Comment expliquer la diffusion e^-e^- sinon ? Est-ce-que tu remettrais l'interprétation de la QED en cause ? A la fois pourquoi pas, mais il va falloir proposer mieux alors !

[invite4ff2f180]

Bonjour,
aucun théoricien en théorie quantique des champs ne dira que les particules virtuelles existent, je redonnent les principales raisons :

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

- ces particules virtuelles ne sont donc pas intrinsèquement liées à la mécanique quantique. On peut très bien les introduire en mécanique classique. C'est juste que, puisque la théorie des champs est très difficile à explique, de nombreuses images fausses sont tolérés beaucoup plus facilement. Mais si vous prenez cette image au pied de la lettre, vous n'irez pas très loin d'un point de vue théorique. Cette image est donc utile mais il faut savoir qu'elle a des limites. (Ca ne remet pas du tout en cause la QED).

- 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. En ,particulier si on savait résoudre le lagrangien du modèle standard de manière non perturbative, alors jamais on ne parlerait de ces particules virtuelles.

mais cela est autorisé par le principe d'incertitude

Encore une fois, oui et non. Le principe d'incertitude position-impulsion est un principe exacte en mécanique quantique classique. 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).

[Deedee81]

Voir aussi l'excellent article de Zeh :

http://xxx.lanl.gov/abs/0809.2904

Dragounet,

Comme je le disais, le calcul est fort abstrait.
Voir par exemple ici :

http://en.wikipedia.org/wiki/Bogoliubov_transformation

Les coefficients de Bogoliubov permettent de connaitre la relation entre les vides quantiques pour des repères inertiels et accélérés.

[invitebd2b1648]

A la place de particules virtuelles, en ce qui concerne les fluctuations du vide quantique, pourquoi ne pas parler simplement de résidus de champs électromagnétique ???

@ +

[invite4ff2f180]

déjà parce que les champs ne se limitent pas au champ électromagnétique ...
Parler de fluctuations quantiques du vide n'est pas faux. Ce qui est faux (même si l'image permet de comprendre intuitivement beaucoup de phénomènes), c'est de penser que le vide quantique est "rempli de particules virtuelles".