Création de photons réels à partir de photon virtuel

[dragounet]

Bonjour,

J’ai vu cet article à l’URL: http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=9932

Je cite : Le professeur Christopher Wilson et son équipe ont réussi à exciter des photons d'un état virtuel à un état réel dans lequel la lumière est émise.
Ce phénomène est l'effet dynamique Casimir selon lequel un miroir soumis à un mouvement en relativité restreinte pourrait convertir les photons virtuels en photons réels directement observables.
Des paires de photons sont apparues dont l'existence a pu être confirmée sous la forme de rayonnement micro-ondes.
Au cours de l'expérience, le SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) transfère une partie de son énergie cinétique aux photons virtuels, les obligeant à se matérialiser.

Donc si on peut rendre réels des photons virtuels, ils ne sont pas une simple astuce mathématique mais bien des particules existante à un temps T.
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[mariposa]

Bonjour,

J’ai vu cet article à l’URL: http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=9932

Je cite : Le professeur Christopher Wilson et son équipe ont réussi à exciter des photons d'un état virtuel à un état réel dans lequel la lumière est émise.
Ce phénomène est l'effet dynamique Casimir selon lequel un miroir soumis à un mouvement en relativité restreinte pourrait convertir les photons virtuels en photons réels directement observables.
Des paires de photons sont apparues dont l'existence a pu être confirmée sous la forme de rayonnement micro-ondes.
Au cours de l'expérience, le SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) transfère une partie de son énergie cinétique aux photons virtuels, les obligeant à se matérialiser.

Donc si on peut rendre réels des photons virtuels, ils ne sont pas une simple astuce mathématique mais bien des particules existante à un temps T.

Bonjour,


C'est bien le vocabulaire qui est en cause et non le phénomène.

Ce sont les fluctuations réelles du vide du champ électromagnétique (cad l'état fondamental du champ électromagnétique de la cavité Casimir) qui existent les courants du condensateur Casimir. Ces courants en mouvements en retour émettent des photons réels, cad peuplent les états excités des modes de la cavité.

Au bilan en énergie cela veut dire que l'on a remplit en énergie la cavité Casimir énergie qui est prise au détriment du mouvement mécanique des parois Casimir et donc de l'énergie électrique prise sur la source.

D'où vient l'expression photons virtuels dans ce cas?

La cavité possède des modes propres caractérisés par le nombre de photons dans chaque mode:

H|n> = (n+1/2).h.w |n>

La cavité dans l'état de plus basse énergie est caractérisé par:

H|0> = 1/2.hw|0>

dans les modes propres de la cavité l 'opérateur champ électromagnétique E ne commute pas ce qui veut dire que si on représente le champ dans la base des modes propres on aura un truc du style:

|E0(t)> = An(t)|n> somme sur les n

Ce que l'on appelle photons virtuels c'est le développement du champ électromagnétique réel sur la base des états propres de H cad des {|n>}

[triall]

Bonjour , l'article paru ici même, en nov 2011 sur le site futura-sciences est plus clairhttp://www.futura-sciences.com/fr/ne...du-vide_34780/ , mais je ne comprends pas comment on a" transformé" un magnétomètre SQUID en miroir vibrant à 1/4 de c ?
Pour moi, depuis la mise en évidence d'une "force Casimir" attribuée aux photons virtuels , ceux ci me semblent avoir une autre existence qu'un simple artifice de calcul ..

[coussin]

L'ambiguité vient qu'on désigne par photons virtuels deux trucs différents. L'artefact de calcul, ce sont les photons virtuels qui apparaissent dans les diagrammes de Feynman. Ici, c'est de la production de paires de particules virtuelles « toute bête ». Ça aurait pu être d'autres paires de particules (electron-positron, etc…) si l'énergie avait été suffisante.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mariposa]

L'ambiguité vient qu'on désigne par photons virtuels deux trucs différents. L'artefact de calcul, ce sont les photons virtuels qui apparaissent dans les diagrammes de Feynman. Ici, c'est de la production de paires de particules virtuelles « toute bête ». Ça aurait pu être d'autres paires de particules (electron-positron, etc…) si l'énergie avait été suffisante.

Où vois-tu des créations de paires de particules virtuelles toutes bêtes ou pas?

[coussin]

C'est l'objet de l'article dont on parle ici. De la production de paires (ici de photons).
Pour ceux qui y ont accès, je ne saurais trop vous recommender la lecture de ce commentaire paru en même temps que l'article de Delsing dans Nature

[mariposa]

C'est l'objet de l'article dont on parle ici. De la production de paires (ici de photons).
Pour ceux qui y ont accès, je ne saurais trop vous recommender la lecture de ce commentaire paru en même temps que l'article de Delsing dans Nature

J'ai lu l'article original et je conteste justement l'utilisation du langage particules virtuelles qui en fait n'explique rien et pire envoie un nuage de fumée mystificatrice. On finit par laisser croire que l'on va extraire de l'énergie du vide.

[coussin]

« Particule virtuelle » est à prendre ici en son sens le plus naturel, selon moi : une particule « furtive » qui apparaît et disparaît en un temps très court ( http://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_particle ). Il est bien connu que le vide quantique c'est ça : une soupe de particules virtuelles.
La conservation de l'énergie est sauve, ne t'inquiète pas
Tout cela est bien connu et est du, entre autre, à J Schwinger

[doul11]

Bonsoir,

Photons virtuels, photons réels, artefact mathématique, existence ???

La physique c'est des modèles, des calculs mathématiques qui décrivent des faits expérimentaux, sinon toute la physique n'est qu'un artefact mathématiques. Les modèles n'ont pas d’existence, ce sont que des modèles.

[invite6754323456711]

Photons virtuels, photons réels, artefact mathématique, existence ???

La physique c'est des modèles, des calculs mathématiques qui décrivent des faits expérimentaux, sinon toute la physique n'est qu'un artefact mathématiques. Les modèles n'ont pas d’existence, ce sont que des modèles.

Cela commence à prendre forme

Un texte donné par mtheory qui mentionne entre autre que la construction de nos connaissances aboutit à former des représentations du monde d’une remarquable précision sur les mesures que nous effectuons, et d’une grande capacité prédictive, à tel point que l’on peut penser qu’elle s’approche de plus en plus du "monde réel" qu’elle vise à décrire. (Il n’est même pas rare que des scientifiques aient tendance à identifier la description et ce qu’elle décrit, la représentation et son objet ; ou encore les concepts et les théories, qui appartiennent au mental et sont de l’ordre du symbolique, à la "réalité extérieure" elle-même.).

En prendre conscience cela ne changera en rien le formalisme, pourquoi alors s'en priver et aiderai par contre à aller de l'avant pour sortir de cette doxa que nous nous créons inconsciemment.

Patrick

[mariposa]

« Particule virtuelle » est à prendre ici en son sens le plus naturel, selon moi : une particule « furtive » qui apparaît et disparaît en un temps très court ( http://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_particle ). Il est bien connu que le vide quantique c'est ça : une soupe de particules virtuelles.
La conservation de l'énergie est sauve, ne t'inquiète pas
Tout cela est bien connu et est du, entre autre, à J Schwinger

Il y a un quelque temps j'ai développé un calcul complet, en réponse à Gatsu sur le même sujet, de renormalisation de la masse d'un électron pour montrer d'où venaient les particules virtuelles. Le but sur cet exemple était de montrer que la langage particule virtuelle ne sont que des éléments de matrices non diagonaux résultant d'un calcul de perturbation.


Autrement dit si on peut décrire la physique dans une théorie non perturbative il n y aura pas de notion de particules virtuelles. La notion de particule virtuelle est un artefact du calcul de perturbation.

De même qu il n 'existe pas de force centrifuge qui est une force purement virtuelle (dans ce cas on dit force fictive) il n'existe pas de particules virtuelles (sinon elles seraient réelles).


J'ajouterais que le calcul de QED que j'ai présenté est exactement la même chose de ce que l'on fait pour construire une quasi-particule en physique du solide. Une quasi-particule électron c'est la renormalisation de la masse d'une particule électron résultant de la polarisation du gaz électronique(cad la déformation) du milieu. On pourrait pour les mêmes raisons dire que la particule est entourée d'un nuage d'électrons et de trous.

tous les termes: renormalisation de la masse, self énergie, particules virtuelle, quasi-particule, particule habillée, signifient exactement la même chose. Il ne faut confondre ce qu il y a écrit dans les expressions physico-mathématiques et le jargon des professionnels qui pour dire la même chose emploie un vocabulaire flottant plus oui moins imagé.

[mariposa]

Bonsoir,

Photons virtuels, photons réels, artefact mathématique, existence ???

La physique c'est des modèles, des calculs mathématiques qui décrivent des faits expérimentaux, sinon toute la physique n'est qu'un artefact mathématiques. Les modèles n'ont pas d’existence, ce sont que des modèles.

Bonsoir,

je te renvoie au commentaire de mon post ci-dessus.

J'ajouterai qu'une particule à un statut mathématiquement très bien défini en quelques mots:

Une particule c'est une composante d'une représentation irréductible d'un groupe de jauge.

Par contre pour une particule virtuelle, on ne peut rien dire de tel.

[coussin]

Le concept même de particule est mal (pas) définie dans une QFT soumise à un potentiel externe. Je te renvoie à l'introduction cet article que je trouve très bien perso

[invite7863222222222]

En prendre conscience cela ne changera en rien le formalisme, pourquoi alors s'en priver et aiderai par contre à aller de l'avant pour sortir de cette doxa que nous nous créons inconsciemment.

Je ne crois pas que ça concerne directement la discussion, car c'est un sujet qui mérite discussion.
Celle-ci ne peut pas se résumer, toujours selon moi, en une assertion, il faudrait ouvrir une discussion pour en discuter voir les tenants et aboutissants des différentes visions.

[coussin]

il faudrait ouvrir une discussion pour en discuter voir les tenants et aboutissants des différentes visions.

Y en a qui ont essayé, ils ont eu des problèmes…

[invite6754323456711]

Je ne crois pas que ça concerne directement la discussion, car c'est un sujet qui mérite discussion.
Celle-ci ne peut pas se résumer, toujours selon moi, en une assertion, il faudrait ouvrir une discussion pour en discuter voir les tenants et aboutissants des différentes visions.

Je vous en pris ouvrez la discussion. Je ne fais que lire ce qu'il y a écrit :

il n'existe pas de particules virtuelles (sinon elles seraient réelles).

J'ajouterai qu'une particule à un statut mathématiquement très bien défini en quelques mots:

Une particule c'est une composante d'une représentation irréductible d'un groupe de jauge.

Par contre pour une particule virtuelle, on ne peut rien dire de tel.

Cela n'appartient pas au fil ?

Patrick

[doul11]

Cela commence à prendre forme

Comme tu dit oui, mais ça a pris du temps

J'ajouterai qu'une particule à un statut mathématiquement très bien défini en quelques mots:

Une particule c'est une composante d'une représentation irréductible d'un groupe de jauge.

C'est bien ce que je dis, c'est un modèle mathématique.

Par contre pour une particule virtuelle, on ne peut rien dire de tel.

Pourquoi ne pas donner aux particules virtuelles le statut de modèle ?

Comment on peut parler d’habillage quand il n'y a pas de particules réelles (vide) ? http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post2537855

[invite6754323456711]

Comme tu dit oui, mais ça a pris du temps

Le discours physique existe bien sans son enrobage métaphysique.

Ne pas parler dans l'absolu, mais toujours relativement à une théorie est donc dans un cadre.

Dans le cadre théorique de la mécanique Newtonienne la notion de force centrifuge est un artefact et ne porte pas de sens physique. Dans le cadre de la théorie de la RG d'autres concepts physiques sont utilisés faisant disparaitre cette particularité.


Dans le cadre de telle théorie physique, le concept physique de particule s'exprime mathématiquement par une composante d'une représentation irréductible d'un groupe de jauge.

Tandis que :

Particule + existe + réelle = statut mathématique + composante d'une représentation irréductible d'un groupe de jauge.
Sinon particule virtuelle + n'existe pas


Ce n'est plus de la physique, mais de la métaphysique.

Patrick

[invite7863222222222]

Je vous en pris ouvrez la discussion.

En fait, je pensais plutôt à vous pour ouvrir cette discussion.

Je ne fais que lire ce qu'il y a écrit :

Le titre donne le thème général de la discussion.

Cela n'appartient pas au fil ?

Ici, la question, n'est pas sur les aspects ontologique de la physique, mais ce qu'on entend par photon virtuel, à quoi ça correspond dans le modèle mathématique de la physique quantique.

A nouveau, sur les aspects ontologiques de la physique quantique, vous pourriez ouvrir une autre discussion car, il y a me semble-t-il beaucoup à dire.

[invite7863222222222]

Ce n'est plus de la physique, mais de la métaphysique.

Vous faites dévier la discussion.

[jacquolintégrateur]

Citation de Mariposa:

Autrement dit si on peut décrire la physique dans une théorie non perturbative il n y aura pas de notion de particules virtuelles. La notion de particule virtuelle est un artefact du calcul de perturbation.

De même qu il n 'existe pas de force centrifuge qui est une force purement virtuelle (dans ce cas on dit force fictive) il n'existe pas de particules virtuelles (sinon elles seraient réelles).

Bonjour
1) Certes, mais arrivera-t-on à décrire la physique au moyen d'une théorie non perturbative??

2) Selon la RG, dans tout systéme de coordonnées lié à un référentiel accéléré (par exemple en rotation), les variétés spatiales (qui correspondent à "l'espace" habituel") sont non euclidiennes. C'est à cela qu'est due "la force centrifuge" et aussi "les forces de Coriolis". Toutes sont décrites par la connexion affine. Le passage à de tels systèmes de coordonnées constitue effectivement un changement de jauge (uniforme). Une transformation de jauge non uniforme oblige à introduire un champ, dans ce cas: la gravitation.
Cordialement

[jojo17]

bonjour,
une question d’ignare, ce phénomène, virtuel ou pas, peut-il être une justification de la théorie des univers jumeaux? De sorte que ce phénomène soit la conséquence de la contiguïté des 2 univers...

[invite231234]

1) Certes, mais arrivera-t-on à décrire la physique au moyen d'une théorie non perturbative??

Salut jacquo !

Ne pourrait-on dire que les particules "virtuelles" ne sont que le reflet du modèle standard dans les perturbations ?

[mariposa]

Soit un électron de vecteur d'onde K°.

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Emission d'un photon par un électron.

Peut-il émettre un photon réel de vecteur d'onde k en présence d'un couplage électromagnétique reprsenté par l'hamiltonien H?

Alternativement dans un solide:

Peut-il émettre un phonon réel de vecteur d'onde k en présence d'un couplage électromagnétique représenté par l'hamiltonien H?

Pour savoir cela il faut calculer l’élément de matrice (qui représente l'amplitude de transition) qui doit être invariant par translation. Celui-ci s'écrit:

< K°-k ,k|H|K°,0> qui n'est pas nul. (Equation 1)

Hélas malgré le caractère non nul de l'élément de matrice de H l'énergie dans l'état final doit être égal à l'état initial.

Comme il est impossible de conserver l'impulsion et l'énergie totale un électron ne peut pas émettre de photons (ou de phonons).

------------------------------------------------------------------------------

Energie propre (renormalisée) d'un électron dans le vide d'un champ de photons (phonons)

Supposons maintenant que l'on veuille calculer la variation propre de l'énergie de l'électron résultant du couplage au champ (de photons et de phonons). Supposons que la correction du premier ordre est nul. Alors il faut passer à l'ordre supérieur cad au second ordre.


La contribution du second ordre s'écrit (je ne garde que le numérateur):

<K°, 0|H|K°-k, k> <K°-k, k|H|K°, k> (Equation 2)

avec sommation sur tous les k intermédiaires de 0 à l'infini. On note que dans ce cas l'énergie de l'état initial est le même que l'état final.

Ce terme s'appelle en QED une correction radiative à la masse de l'électron.
Ce terme en physique du solide est la conception d'une quasi-particule (une particule habillée) qui s'appelle polaron.

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Où sont passées les particules virtuelles?)

La réponse est simple, il se fait que le calcul de perturbation stationnaire (équation 2) utilise les mêmes éléments de matrices que les processus réels (Equation 1) a savoir:

< K°-k ,k|H|K°,0>

Par jargonnage de métier certains, mais pas tous, disent dit que l'électron émet des photons virtuels (phonons virtuels) pour ensuite les réabsorber. Bien entendu l'électron n'émet rien du tout car ce processus physique réel est interdit faute de conservation de l'énergie.

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Pour comprendre physiquement ce qui se passe dans le calcul de perturbation il faut prendre l'exemple de l'émission de phonons virtuels. Que se passa?

Classiquement une charge électrique dans un milieu polarisable déforme son environnement. (Par exemple un électron dans un monde de charges positives). Dans le cas que l'on a traité c'est le couplage électron-phonons qui déforme le réseau. L'ensemble électron + déformation du réseau s'appelle un polaron. Avec le langage des particules virtuelles on dira que le polaron c'est un électron entouré d'un nuage de phonons virtuels. Cet exemple montre bien comment se traite quantiquementun phénomène classique (la déformation d'un milieu).

Autrement dit la calcul de perturbation en MQ permet de représenter la déformation du milieu en attribuant à une nouvelle particule (quasi-particule polaron) la déformation.


En bref tout ceci prouve sans aucune ambiguïté que les particules virtuelles n'ont aucune réalité. les particules virtuelles sont du jargon de métier dont la principal vertu est de rien expliquer et de mystifier la MQ en laissant croire qu'il y a des trucs bizarres comme la violation temporaire de l'énergie (les particules fermions possèdent la magie de ne pas respecter le principe de Pauli)

Les particules virtuelles sont aussi fantaisistes que la force centrifuge qui est également tout à fait virtuelle puisqu'elle n'existe pas. C'est exactement la même erreur qui consiste à ne pas maîtriser le rapport qu il y a entre les concepts physico-mathématiques et les technologies de calcul.

[mariposa]

Correction du post précédent:


J'ai écrit:


<K°, 0|H|K°-k, k> <K°-k, k|H|K°, k> (Equation 2)

C'est bien sur:


<K°, 0|H|K°-k, k> <K°-k, k|H|K°, 0> (Equation 2)


|K°,0>

Ce ceci représente un état un électron de vecteur d'onde|K°> et |0> représente le vide de photons ou de phonons.

[dragounet]

La discussion de ton lien est très intéressante, je cite Rincevent

Un observateur accéléré, lui verra des particules réelles (le fameux effet Unruh souvent cité ici) qui sont "construites" à partir des virtuelles.
Donc dire qu'elles ne sont qu'un artefact mathématique ne tient la route que si on a un point de vue restrictif, même si certains le défendent parfois avec hargne ici même.

Donc lui dit que les particules virtuelles existent vraiment.

Or c’est un modérateur, de formation : Magistère physique fondamentale / DEA physique théorique, Doctorat (astro)physique théorique.

Et de profession : Enseignant-chercheur physique théorique.

Donc il a raison.

[Deedee81]

Salut,

Pas d'argument d'autorité s.t.p. Mariposa est qu'un de très calé aussi.

Ceci dit, je suis de l'avis de Rincevent.... pour une autre raison que j'avais déjà décrite ici.
Pour moi, particules virtuelles et rélles = même combat (juste des situations différentes matinées d'idéalisation dans la modélisation). J'avais déjà expliqué pourquoi sur FUTURA.

MAIS pour la raison citée par Rincevent, entre autre, c'est la notion de particule tout court qui est nébuleuse. Le concept de particule quantique est très différent de celui de la physique classique. Le nombre de particules n'est, par exemple, pas un invariant. L'entité fondamentale est le champ, pas la particule. Et ceci s'applique autant à la particule réelle que virtuelle.

[invite7863222222222]

Bonjour,

L'entité fondamentale est le champ, pas la particule

Peut-être, mais alors le champ de quoi ?
A peu de choses près, j'ai toujours l'impression que c'est juste "langagier", pas beaucoup plus que remplacer le mot "particule" par "champ", eut-être même par motivation sur des préférences "que" personnelles ?

[invite6754323456711]

Bonjour,



Oui, mais le champ de quoi ?
A peu de choses près, j'ai toujours l'impression que c'est juste "langagier" ?

Pas beaucoup plus que remplacer le mot "particule" par "champ" ?

Peut-être même par motivation sur des préférences plutôt personnelles ?

Une réponse

Vous faites dévier la discussion.

Patrick

[dragounet]

Bien chef, je le ferais plus.

Donc si je t'ais bien compris, en MQ une particule réelle ou virtuelle, c'est de toute façon qu'une expression mathématique permettant de faire des prévisions ?

Autre question, si Mariposa et Rincevent ont la même qualification mais des idées différentes sur les particules virtuelles, comment moi pauvre petit ingénieur en centrales électriques avec juste une option en génie nucléaire, pourrais-je les départager, c'est impossible!

Je me sens tout petit face à 2 géants comme Mariposa ou Rincevent, je ne peux que rêver accéder à une minuscule bribe de leurs vastes connaissances.

Je suis comme la chenille rêvant de devenir papillon et qui réalise soudain qu'elle n'est pas une chenille mais un vers de terre.