Bonjour
J'aimerais savoir combien d'atomes minimum seraient nécessaires pour construire un système donnant l'heure (ou equivalent periodique).
le système devrait etre isolé entre les mesures du temps.
il pourrait etre rechargé en energie pendant la lecture de l'heure.
j'exclus ainsi les champs exterieurs oscillants
Bonjour.
Dans les horloges, le système oscillant ne donne pas l'heure.
Il ne sert que comme repère de fréquence pour compter les oscillations (horloge comtoise, montre classique, montre à quartz) ou "accorder" un autre oscillateur dont on compte les oscillations (horloge atomique).
Donc, quoi que vous fassiez, on compte en permanence. Et on alimente l'oscillateur et le compteur en permanence. Si on arrête, on perd l'heure.
Au revoir.
le systeme peut contenit une memoire et une reserve d'énergie
Re.
Où est-ce que vous voulez en venir?
A+
Salut,
Je crois avoir compris. Alovesup, corrige moi si je me trompe (et dans ce cas, essaie d'être plus clair)
Alovesup voudrait un système physique qu'on met dans un état initial, qu'on laisse tranquille un temps T, puis qu'on mesure. Et la mesure permettrait de dire "un temps T s'est écoulé".
Supposons qu'on mette N atome dans un état excité, avec une demi-vie T. Si la mesure se fait après le temps T (la valeur pourrait être différente, forcément, sinon à quoi ça servirait ? Je prend juste la situation la plus favorable) alors la moitié des atomes se seront désexcités. La moitié environ. L'erreur relative (écart type) sur la mesure du temps sera en 1/racine carrée de N.
Donc, tout dépend de la précision souhaitée. Si on veut par exemple une mesure correcte à un pour cent, il faut dix mille atomes.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour DeeDee81.Envoyé par Deedee81
Et comment pouvez-vous mesurer le nombre d'atomes excités sans changer leur nombre?
À moins qu'on ne mesure le taux de désexcitation, en mesurant le nombre de "choses" émisses par seconde.
Un peu comme mettre une substance radioactive et mesurer l'activité avec un compteur Geiger. Ce qui, en fin de comptes, est plus simple.
Cordialement,
j'essaie de voir si un systeme oscillant simple peut "marquer" le temps qui passe (quelque soit la méthode). Ou si il faut pour celà aller du coté des objets macroscopiques.
Deedee81 indique une voie intéressante
Les relations d'Heisenberg peuvent etre vues comme la limitation de la precision d'une variable A imposée par la limitation à B caractérisant les conditions l'expérience ou l'appareil de mesure.
ainsi la précision sur l'énergie limitée par le temps de la mesure, celle
de l'impulsion par la taille de l'instrument.
ma question reprend la relation energie temps mais dans l'autre sens.
Si l'énergie de l'instrument mis en jeu (ou sa masse ou le nb de ses atomes) est limitée à E la précision sur une détermination de l'instant
decroit elle à la Heisenberg.
D'ou ma question peut on faire une horloge (quelle précision) composée de100 atomes par exemple,?
Ah merde, ça c'est bête, j'avais pas pensé à ça
Bon, reste à attendre qu'ils se désexcitent, ce qui n'est guère pratique. Ou, mieux, comme tu le dis, compter les désexcitations au fur et à mesure.
Bon, ceci dit, on parle là d'un usage pratique, l'important étant que "ça marque le temps" comme le souhaite Alovesup.
Oui, Alovesup, en effet, en raison de l'indétermination quantique, il y a une indétermination sur la durée des processus. C'est un pont aux anes des cours de MQ.
Cela ne veut absoluement pas dire que les processus atomiques ne marqueront pas le passage du temps. Ils seront juste plus ou moins précis. Et oui on peut faire une horloge (au sens discuté plus haut, pas de dispositif auxilliaire autre que le système de mesure) avec seulement 100 atomes. Mais cette horloge ne sera sans doute pas très précise.
Bien qu'il y a certainement moyen de faire mieux que le procédé que j'ai imaginé
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Si je ne me suis pas trompé dans mes calculs l'énergie d'un atome de carbone est très largement compatible avec une incertitude du milliardieme de seconde (par les inegalites de Heisenberg).
Donc pas de probleme à ce niveau de précision.
Pouvez vous me le confirmer?
Salut,
Ce n'est pas l'énergie de l'objet qui compte mais l'énergie du processus qui dure "un certain temps". Par exemple l'énergie d'un niveau excité. Pire encore, c'est l'incertitude sur cette valeur de l'énergie qui correspond à l'incertitude sur la durée, pas la valeur de l'énergie elle-même. La relation d'incertitude ce n'est pas E*Delta T mais Delta E*Delta T. Toutefois, cela donne quand même une très bonne précision.
Cela se reflète sur les raies spectroscopiques qui peuvent être plus ou moins fines à cause de cette inertitude (notons qu'il y a aussi d'autres effets perturbateurs souvent plus important comme l'élargissement Doppler, que l'on diminue au maximum en travaillant à très basse température).
Malheureusement, ce n'est pas la seule source d'incertitude. Il y a aussi le fait que ces processus sont aléatoires.
Prenons un exemple. Supposons que tu as un état excité dont la demi-vie est de 1 seconde à un milliardième de seconde près (à cause des relations d'indétermination). Cela ne veut pas dire que cela permettra de mesurer la seconde à ce niveau de précision en regardant combient de temps met l'atome pour se désexciter. Tout simplement parce que cela reste une demi-vie !!! Cela veut dire qu'il a une chance sur deux de se désexciter avant et une chance sur deux de se désexciter après. Et là, l'incertitude est très grande (c'est un processus aléatoire poissonien). En voyant l'atome se désexciter, la durée peut très bien être de 0.5 second, 1 seconde, 10 secondes... Tout ce qu'on peut dire c'est qu'il a de grande chance de se désintégrer aus alentour de 1 seconde. Et donc qu'en prenant beaucoup d'atomes on aura une meilleure précision, en faisant une moyenne.
Note qu'avec les horloges atomiques ce n'est pas la durée de désexcitation que l'on mesure mais la fréquence (qui, elle, est soumise à la relation d'indétermination et à l'effet Doppler). Ce qui nécessite des dispositifs auxilliaire, un oscillateur, etc.... comme expliqué au début.
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J'y avais pensé plus tard, hier. avec e=mc2 pour l'atome de carbone on en utiliserait toute l'énergie donc on détruirait l'horloge. Ce qui n'est pas le but recherché!
Quelques remarques.
pour le nombre d'atomes désintégrés il n'est pas nécessaire de faire une mesure continue. une mesure globale de type pesée pourrait en principe
le donner.
Y a t il un cout énergétique minimum pour connaitre l'heure avec une précision donnée? ma montre me donne l'heure au seul cout de l'énergie électrique stockée dans la pile.
Pour cette différence entre le E et le delta E, j'aimerais en être vraiment convaincu.
Dans un accélérateur de particule, pour observer des petites dimensions
il ne faut pas des faisceaux avec des grandes incertitudes sur l'impulsion (et l'énergie) mais bien des grandes impulsions et bien déterminées.
Bonne question. Pas évidente. Il y a des questions analogue avec l'information et l'entropie (cout énergétique minimum pour un bit d'information), en lien aussi avec les TN.
Je ne suis pas sur qu'on puisse répondre à ça. En tout cas pas facilement.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Princip...s-.C3.A9nergie
Si tu as Delta x très très petit, alors Delta p est grand (principe d'indétermination). Et pour avoir une grande incertitude sur l'impulsion, il faut forcément qu'elle soit très grande.
Ce n'est pas vraiment pour cette raison qu'on emploie des grandes impulsions mais c'est lié car grande impulsion = petite longueur d'onde et comme en optique => meilleure précision.
Si tu as des difficultés avec le principe d'indétermination (pas toujours évident à interpréter, surtout avec l'énergie et le temps. Et comment calculer l'inertitude ? Est-ce un écart-type ? Ou autre ?), tu peux t'en passer. La MQ peut se manipuler entièrement sans jamais faire appel à ce principe qui a surtout maintenant une valeur historique.
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