Vide quantique et particules virtuelles

[invitebafd601e]

Bonjour

En allant sur différents sites, j'ai appris que le vide à l'intérieur des atomes est constitué d'un "océan" d'électrons et de paires virtuelles électron/positron.
Quelqu'un sait-il si les paires électron/positron sont les seules paires de particules virtuelles que l'on trouve dans le vide atomique ou si il existe des paires composées d'autres particules ?
J'aimerais aussi savoir pourquoi les atomes sont électriquement neutres alors qu'ils contiennent un "océan" d'électrons de charge négative.

Merci d'avance
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[coussin]

Pour la première partie de ta question, il y a a priori formation de paires d'autres particules/antiparticules. On parle très souvent des paires électrons/positrons car l'électron est très léger : c'est la paire de particules virtuelles « la plus facile à former » (faut quand même une énergie de 2*me*c^2 pour former cette paire)…

Pour la deuxième partie de ta question, bah y a le noyau chargé positivement hein Ça neutralise l'atome globalement.

[invitebafd601e]

Merci

mais je pense que tu n'as pas compris la deuxième partie de la question : quand je parle d'un océan d'électrons je ne parle pas de ceux qui composent le nuage électronique mais de ceux qui forment le vide quantique entre le noyau et le nuage électronique.
Tu as dit que les paires électrons/positrons étaient les paires les plus faciles à créer. Ca signifierait qu'il n'est pas possible d'obtenir des paires plus légères (ex : neutrino/antineutrino) ?

PS : Au fait j'essaie de connaître toutes les particules que contiennent les atomes (y compris les particules virtuelles et celles qui composent le vide).

[coussin]

quand je parle d'un océan d'électrons je ne parle pas de ceux qui composent le nuage électronique mais de ceux qui forment le vide quantique entre le noyau et le nuage électronique.

Mais ce sont des paires particules/antiparticules qui sont créées. Donc neutres…

Effectivement, la seule particule fondamentale plus légère qu'un électron est le neutrino. Je ne sais pas si des paires neutrinos/antineutrinos sont ou peuvent être créées…

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9ae77733]

Bonsoir,
En théorie on pourrais sortir une vache a lait du vide, suffit d'une bonne exitation.
Par exemple dans les accélerateur de particules, on transforme une particule en une autre. Ou plutot, on détruit une particule pour en crée une autre a partir du vide. (Voir TQC et les opérateur de création\annihlation).

Par définition le vide est NEUTRE, donc si l'on creer un électron, obligatoirement on creer un positron, etc...

[invite91f11209]

Mais ce sont des paires particules/antiparticules qui sont créées. Donc neutres…

Effectivement, la seule particule fondamentale plus légère qu'un électron est le neutrino. Je ne sais pas si des paires neutrinos/antineutrinos sont ou peuvent être créées…

Pour les neutrinos antineutrinos, via un photon non, mais un Z oui, tout à fait. Il faut assez d'énergie pour créer un Z et ça, ça me semble difficilement accessible par des fluctuations quantiques du vide.

[invite829bf453]

Au fait j'essaie de connaître toutes les particules que contiennent les atomes (y compris les particules virtuelles et celles qui composent le vide).

Cette idée n'a pas trop de sens, en théorie, n'importe quelle paire peut être créée, aussi lourde soit elle, tant qu'elle ne reste pas matérialisée trop longtemps (voir principe d'Heisenberg). Donc la question est un peu inutile, si tu veux prendre en compte les particules virtuelles, il peut y avoir de tout

Mais dans tout les cas, la charge est conservée donc l'atome reste globalement neutre.

[invitebafd601e]

Merci de vos réponses

Seulement, Aminette a dit qu'une paire neutrino/antineutrino ne peut pas être créée à partir d'un photon mais à partir d'un Z.
Mais si un photon peut créer une paire électron/positron, pourquoi ne pourrait-il pas créer une paire encore plus légère ?

Alexbo

[invite91f11209]

Car le photon est médiateur de l'interaction électromagnétique, il agit sur des charges ... les neutrinos sont neutres

[coussin]

Seulement, Aminette a dit qu'une paire neutrino/antineutrino ne peut pas être créée à partir d'un photon mais à partir d'un Z.
Mais si un photon peut créer une paire électron/positron, pourquoi ne pourrait-il pas créer une paire encore plus légère ?

Ce ne sont pas à partir des photons que sont créés les paires de particules/antiparticules…
Ce processus de créations de paires se fait à partir de rien, ex nihilo. C'est comme ça que je le comprends en tout cas…

[invite91f11209]

Ce ne sont pas à partir des photons que sont créés les paires de particules/antiparticules…
Ce processus de créations de paires se fait à partir de rien, ex nihilo. C'est comme ça que je le comprends en tout cas…

Non non, pas à partir de rien. On aurait un problème si c'était le cas. A partir de particules virtuelles. Mais pour créer des paires de particules il faut au moins l'énergie de masse des deux particules.

Et à ma connaissance je n'ai jamais vu de diagramme de feynman avec un vertex "rien".

[coussin]

Ouais, c'est l'œuf ou la poule
Les messages à partir du #8 laissait supposer que les paires de particules se formaient à partir de photons réels, ce qui n'est pas le cas… C'est peut-être moi qui ait mal compris ces messages
Ces paires de particules virtuelles sont belles et bien créées à partir de rien. Faut juste un champ (ça, y en a partout…) et des fluctuations d'énergie (ça aussi y en a tout le temps).

[invite91f11209]

Ouais, c'est l'œuf ou la poule
Les messages à partir du #8 laissait supposer que les paires de particules se formaient à partir de photons réels, ce qui n'est pas le cas… C'est peut-être moi qui ait mal compris ces messages
Ces paires de particules virtuelles sont belles et bien créées à partir de rien. Faut juste un champ (ça, y en a partout…) et des fluctuations d'énergie (ça aussi y en a tout le temps).

Alors les photons sont virtuels, les paires e+e- non (il me semble pas avoir jamais entendu parler de ça) . Les paires e+e- sont crées par un photon, virtuel ou réel. Mais pas à partir de rien, non. N'oubliez jamais la conservation de l'énergie. Un champ ça n'est pas rien, c'est une particule ou plusieurs, et l'énergie ce n'est pas rien non plus car c'est potentiellement de la masse, donc de la matière.

[invite4d47ddba]

bonjours,
il y a des ions, et des particules pour les déformer puisque la terre nous en protège.
les neutrinos.

[invite91f11209]

bonjours,
il y a des ions, et des particules pour les déformer puisque la terre nous en protège.
les neutrinos.

Je ne comprends pas ce poste, ni son sens, ni le but... Si ce n'est pas pour apporter un élément à la discussion où est l'intérêt?

[coussin]

Alors les photons sont virtuels, les paires e+e- non (il me semble pas avoir jamais entendu parler de ça) . Les paires e+e- sont crées par un photon, virtuel ou réel. Mais pas à partir de rien, non. N'oubliez jamais la conservation de l'énergie. Un champ ça n'est pas rien, c'est une particule ou plusieurs, et l'énergie ce n'est pas rien non plus car c'est potentiellement de la masse, donc de la matière.

Je vois, on ne parle pas de la même chose je pense…
Ces paires sont virtuelles. En tant que telles, elles n'obéissent pas vraiment à la conservation de l'énergie (ce sont des particules hors de la couche de masse). Ces paires de particules ne peuvent pas devenir réelles*. C'est une des modélisations possible des flutuations du vide quantique

* On théorise d'autres effets où ces paires peuvent devenir réelles. C'est l'effet Casimir dynamique ou l'effet Schwinger, jamais encore observés expérimentalement…

Finalement, faut pas faire trop attention à xmenclasse4…

[invite4d47ddba]

Je ne comprends pas ce poste, ni son sens, ni le but... Si ce n'est pas pour apporter un élément à la discussion où est l'intérêt?

la question donne déjà tout l’intérêt à cette réponse.

Si tu n'as pas lu:

"Quelqu'un sait-il si les paires électron/positron sont les seules paires de particules virtuelles que l'on trouve dans le vide atomique ou si il existe des paires composées d'autres particules ?"
après c'est un cours de physique des particules modèle standard, ect... 20 ans pour comprendre que ce que l'on ne comprend pas comprend déjà ce que l'on comprend.

[invite93279690]

* On théorise d'autres effets où ces paires peuvent devenir réelles. C'est l'effet Casimir dynamique ou l'effet Schwinger, jamais encore observés expérimentalement…

Salut,

Je croyais que l'effet Casimir dynamique avait été vérifié expérimentalement il y a quelques mois dans un Nature non ?

[invite91f11209]

Salut,

Je croyais que l'effet Casimir dynamique avait été vérifié expérimentalement il y a quelques mois dans un Nature non ?

Oui et je dis peut etre une bêtise, mais au LHC on fait ce sont majoritairement les gluons de la mer qu'on fait diffuser, et pour le coup ils réagissent bien et sont bien réel quand ils rentrent en collision non?

[coussin]

Oui, toi au LHC tu traites des processus réels : tu pars de particules réelles et détecte des particules réelles. Bon, on peut insérer des particules virtuelles entre les deux…
Ici, c'est une modélisation des fluctuations quantique du vide. Y a aucune particules réelles créées : ce sont des couples de particules virtuelles qui apparaissent et disparaissent aussitôt. C'est un modèle utilisé pour décrire l'effet Casimir ou le Lamb Shift par exemple

Si j'était resté prudent dans mon message #2 quant à d'éventuelles paires neutrinos/antineutrinos qui contribueraient aux fluctuations du vide c'est que (i) on n'en entend jamais parler et (ii) le neutrino est assez spécial (on se demande encore s'il pourrait être un fermion de Majorana…) et peut-être qu'une règle de conservation d'un nombre quantique quelconque interdirait une telle formation de paires (et la, ça me dépasse complètement)

[invite91f11209]

Oui, toi au LHC tu traites des processus réels : tu pars de particules réelles et détecte des particules réelles. Bon, on peut insérer des particules virtuelles entre les deux…
Ici, c'est une modélisation des fluctuations quantique du vide. Y a aucune particules réelles créées : ce sont des couples de particules virtuelles qui apparaissent et disparaissent aussitôt. C'est un modèle utilisé pour décrire l'effet Casimir ou le Lamb Shift par exemple

Ouaip je sais bien, mais nos gluons de la mer c'est un peu pareil, mis à part que l'environnement hadronique favorise des fluctuations tres importantes. J'avoue que j'ai un doute, et je vais pas spéculer là dessus. Si quelqu'un a un avis tranché ...

Si j'était resté prudent dans mon message #2 quant à d'éventuelles paires neutrinos/antineutrinos qui contribueraient aux fluctuations du vide c'est que (i) on n'en entend jamais parler et (ii) le neutrino est assez spécial (on se demande encore s'il pourrait être un fermion de Majorana…) et peut-être qu'une règle de conservation d'un nombre quantique quelconque interdirait une telle formation de paires (et la, ça me dépasse complètement)

Alors en fait, le nombre de familles a été constraint par la mesure de la largeur du Z, qui prend en compte les réactions Z->nu nubar. Le spectre colle si on considère les 3 réactions avec les 3 types de neutrinos. C'est un des grands succés du LEP. Donc oui théoriquement c'est pas impossible Par contre à observer .

[invite60be3959]

Alors les photons sont virtuels, les paires e+e- non (il me semble pas avoir jamais entendu parler de ça) . Les paires e+e- sont crées par un photon, virtuel ou réel. Mais pas à partir de rien, non. N'oubliez jamais la conservation de l'énergie. Un champ ça n'est pas rien, c'est une particule ou plusieurs, et l'énergie ce n'est pas rien non plus car c'est potentiellement de la masse, donc de la matière.

Bonsoir,

Il y a 3 types de création de paire(e+e- par exemple):

1. Le processus de création de paires "habituelle" réelles observées dans les détecteurs. Un photon réel incident qui rencontre le champ coulombien d'un atome(et qui fait donc intervenir un photon virtuel) crée une paire comme ici

2. Une création de paire virtuelle intervenant dans un diagramme à l'ordre d'une boucle(pour le plus simple) comme là(2ème diagramme)

3. Une création d'un paire virtuelle issue de la fluctuation du vide quantique, crée effectivement à partir de rien, en vertue du principe d'indétermination d'Heinsenberg (qui autorise la violation de la conservation de l'énergie) comme ici

[invite9ae77733]

Alors en fait, le nombre de familles a été constraint par la mesure de la largeur du Z, qui prend en compte les réactions Z->nu nubar. Le spectre colle si on considère les 3 réactions avec les 3 types de neutrinos. C'est un des grands succés du LEP. Donc oui théoriquement c'est pas impossible Par contre à observer .

Bonsoir,

Je ne comprend pas votre réponse. Car d'un coté j'ai l'impression que Coussin se demandé si il existait des paires\antipaires de neutrinos virtuels comme pour les photons virtuels, et d'un autre coté j'ai l'impression que vous repondez a une autre problématique, a savoir le nombre de familles dans le modèle standard (3 type de neutrinos).

Concernant ce dernier points la "preuve" théorique provient d'un article de 2 japonais (j'ai oublié leurs noms). Ils démontrent la neccésité de posséder AU MOINS 6 quarks regrouper en 3 familles pour rendre le modèle standard cohérent (Symétrie CP nottament).

Par contre la question de cousin m'interesse car je n'ai pas souvenir d'avoir deja entendus parler de neutrinos virtuel.

Donc ai je oublié quelque chose ou bien cette question vaut elle le coup d'etre poser ?

[Deedee81]

Salut,

Dans les processus de l'interaction faible on a bien des neutrinos virtuels. Ils interviennent dans les diagrammes de Feynman pour décrire les processus. Mais j'ignore si les résultats expérimentaux le confirment (c'est-à-dire, est-ce que les diagrammes faisant intervenir des neutrinos virtuels modifient sensiblement le résultat d'un calcul quelconque tel qu'une section efficace de diffusion). J'ai quelques doutes.