Bonjour,
Voici 2 questions qui me préoccupe :
1) l'effet tunnel ne s'applique t il qu'aux particules massives ? Je vois mal un photon le faire ?
2) l'effet tunnel peut il se produire dans le vide ? Où faut-il une barrière de matière/potentiels ?
=> Selon les réponses, je me demande si ça n'augmente pas le libre parcours moyen ?
Merci
Bonjour.
Il y a un cas que s’étudie avec l’électromagnétisme classique et qui correspond à l’effet tunnel pour de photons. C’est la réflexion totale frustrée :
https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A..._frustr.C3.A9e
Pour la question 2, pour des électrons, ça se produit aussi dans le vide. Mais il est plus difficile de faire un sandwich de conducteurs avec du vide entre les deux, qu’avec de la matière, qui sert d’espaceur.
Au revoir.
Ok, merci LPFR, pour les photons et la réflexion totale frustrée, bah ça fait réfléchir :est-ce trop approximatif de dire que le retard induit, par cette réflexion est rattrapé par l'onde évanescente et au final la célérité reste inchangée globalement ? Et donc ne peuvent en aucun cas être considérés comme "allant une vitesse supraluminique" (que l'on peut associer à l'effet tunnel, même si ce n'est pas consensuel, je n'ai pas d'avis sur cette question (quoique, mais je pense que ça sortirait du cadre du forum), hormis le fait de la conservation de c ; ça correspondrait aussi à la vitesse "ralentie" de la lumière dans un milieu quelconque semi-opaque (transparent donc) ? Sinon comment expliquer la conservation de c pour les photons avec une vitesse de groupe v<c => l'explication de nombreux retards entre les photons et le cortège électronique des atomes semble la plus naturelle (une suite d'absorptions et réémissions), sinon exit la RR ce qui n'est bien sûr pas le cas !)
Et merci d'avoir confirmé pour la 2 : ça pose le problème de la relative délimitation (et de la longueur caractéristique de l'effet tunnel, comme étalement de la fonction d'onde) de l'horizon cosmologique, puisque centré par le modèle du Big Bang dans le repère comobile. Alors que les horizons des TNs, sont par nature statique, alors qu'il existerait (si l'Univers observable est + petit que l'univers "réel") plusieurs, non en fait, une infinité de centres (chaque points de l'espace-temps) ... avec des Univers observables (pourquoi ne serait-ce que le nôtre ?) déconnectés ou superposés.
Re.
On peut étudier la réflexion totale frustrée avec des micro-ondes ce qui donne des distances macroscopiques et des temps mesurables.
Je n’ai jamais étudié en détail la solution analytique des ondes dans ce cas. Mais il est intéressant. Car d’un côté, l’onde évanescente n’est pas vraiment une onde car sa vitesse de phase est infinie (la phase est la même pour toute l’onde évanescente et ne dépend pas de la position). De plus, elle ne transporte pas de puissance.
Mais quand on frustre la réflexion totale en ajoutant le second diélectrique, la solution analytique ne doit pas être la même, car il y bien de la puissance transmisse. Dans ce cas, qu’est ce que fait la phase ? Il y a très probablement un retard dans la phase.
Ça a été surement étudié. Mais je n’ai pas cherché. Le sujet ne m’intéresse pas beaucoup. La parallèle avec l’effet tunnel peut donner des idées à étudier.
Les opticiens (toujours pleins d'astuces) utilisent ce type de dispositif pour faire des miroirs semi-reflechisants sans pertes. Ils ont peut-être étudié le déphasage.
Pour les trous noirs et leurs horizons, mes connaissances s’arrêtent bien avant. Et ça ne m’intéresse pas vraiment.
A+
Salut,
Concernant juste ce point :
(pour les ondes évanescentes je n'y connais pas grand chose)
Il faut éviter de raisonner avec les photons. Ca ne fait que compliquer les choses car de toute façon, voir les photons comme des petits corpuscules bien localisés et qui se propagent à c est une erreur. Les photons ne sont pas bien localisés (techniquement il n'est même pas possible d'avoir un "opérateur position" pour le photon, c'est un effet conjugué de la mécanique quantique et de la relativité).Envoyé par illusionoflogic
Il est donc plus facile et tout à fait correct de raisonner avec les ondes électromagnétiques.
Il y a trois vitesses pour une onde : la vitesse de phase, la vitesse de groupe et la vitesse de front d'onde ou vitesse de l'information.
Je renvoie à l'article Wikipedia pour les définitions : https://fr.wikipedia.org/wiki/Vitesse_d%27une_onde
(l'article n'est pas parfait, mais bon, ça va encore, et tu peux aller voir en anglais :
https://en.wikipedia.org/wiki/Phase_velocity
https://en.wikipedia.org/wiki/Group_velocity
Ces deux vitesses sont différentes lorsque l'onde n'est pas sinusoïdale (monochromatique) et dans un milieu dispersif (vitesses différente en fonction de la fréquence).
En général, le plus fréquent est d'avoir une vitesse de groupe < c, et il peut alors arriver que la vitesse de phase est > c.
C'est le cas de l'effet tunnel pour la fonction d'onde.
Dans certains circonstances plus exceptionnelles (milieux très dispersifs, dans une bande de fréquence étroite près d'une bande d'absorption résonante) on peut avoir une vitesse de groupe > c et une vitesse de phase < c.
On démontre (en fait un peu de réflexion permet de le voir) que vitesse de l'information = min(vitesse groupe, vitesse phase).
Donc la relativité est toujours respectée. Pour la RR, ce qui compte, est que la vitesse de l'information soit toujours <= c.
Donc, pas de problème.
Pour les trous noirs, attention, d'une part une particule ou une onde qui s'en approche franchit l'horizon sans difficulté. Donc, pas d'effet tunnel ou de truc de ce genre.
J'ai vu certains traitements de l'effet Hawking sur base d'une barrière de potentiel vue comme une barrière d'effet tunnel, mais je n'ai pas du tout aimé (ce n'est qu'un tour de passe passe mathématique non justifié physiquement, c'est du moins mon opinion).
Enfin, la courbure de l'espace-temps est telle que tous les raisonnements intuitifs s'effondrent. Donc, à moins d'aimer les calculs compliqués, faut pas espérer raisonner sur les trous noirs et en déduire quoi que ce soit par des raisonnements simplistes. Je déconseille fortement.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Merci pour ces précisions LPFR
Je n'ai pas dit le contraire, mais une vitesse de groupe (sens commun de groupe : comportement global de corpuscules, car justement une OEM est un groupe de photons, c'est tout ce que je disais, je pense pas en terme de billes, car il y a toute la MQ derrière !) et la fonction d'onde d'un photon n'étant pas définie, tout comme rattacher un référentiel à lui est intenable ... j'ai supposé que l'effet tunnel ne devait pas s'appliquer, à tort semble-t-il.
D'accord, on doit dire à peu de chose près la même chose, puisque :Les photons ne sont pas bien localisés (techniquement il n'est même pas possible d'avoir un "opérateur position" pour le photon, c'est un effet conjugué de la mécanique quantique et de la relativité).
Avec l'absence/l'interdiction théorique de définir un référentiel propre au photon et une fonction d'onde, avec les effets EM en relativité, je conçois facilement (d'ailleurs c'est peu être trop raccourci ?) que vgroupe=paquets de photons avec vphase=OEM et les 2 font intervenir, puisque ces 2 vitesses doivent être prises en compte simultanément, la RR et la MQ.Il est donc plus facile et tout à fait correct de raisonner avec les ondes électromagnétiques.
Oui et je suppose que la vitesse du front d'onde est la résultante des 2 autres, qui elle doit être à C. Ce que tu sembles confirmer :Il y a trois vitesses pour une onde : la vitesse de phase, la vitesse de groupe et la vitesse de front d'onde ou vitesse de l'information.
Je renvoie à l'article Wikipedia pour les définitions : https://fr.wikipedia.org/wiki/Vitesse_d%27une_onde
(l'article n'est pas parfait, mais bon, ça va encore, et tu peux aller voir en anglais :
https://en.wikipedia.org/wiki/Phase_velocity
https://en.wikipedia.org/wiki/Group_velocity
Là :Ces deux vitesses sont différentes lorsque l'onde n'est pas sinusoïdale (monochromatique) et dans un milieu dispersif (vitesses différente en fonction de la fréquence).
En général, le plus fréquent est d'avoir une vitesse de groupe < c, et il peut alors arriver que la vitesse de phase est > c.
C'est le cas de l'effet tunnel pour la fonction d'onde.
Dans certains circonstances plus exceptionnelles (milieux très dispersifs, dans une bande de fréquence étroite près d'une bande d'absorption résonante) on peut avoir une vitesse de groupe > c et une vitesse de phase < c.
C'est bien une conséquence d'un no-communication theorem qui interdit de transmettre de l'information plus vite que C, et un exemple est souvent l'intrication, je demandais donc pour l'effet tunnel.On démontre (en fait un peu de réflexion permet de le voir) que vitesse de l'information = min(vitesse groupe, vitesse phase).
OuiDonc la relativité est toujours respectée. Pour la RR, ce qui compte, est que la vitesse de l'information soit toujours <= c.
Donc, pas de problème.
Disons que pour moi, l'horizon d'un trou noir est "locale" (proche de l'astre en question) et donc c'est pas vraiment ... disons un horizon relativiste, alors que l'horizon cosmologique pourrait, théoriquement être délimité (par exemple) en prenant le centre comme étant un observateur sur l'étoile la plus vieille de notre Univers observable (et donc pas déconnecté du notre). C'est dans ce sens quelle est relative à l'observateur. Tandis que pour un trou noir (pour être pragmatique), on a une sorte "d'étoile gelée" et aucun observateur ne pourrait partager de l'information une fois l'horizon franchit, donc pas comme un comportement d'horizon cosmologique (au niveau de la place de l'observateur, en priorité), après c'est hypersimplifié ce que je dis là, mais c'est pourtant ce que dit le modèle du BIg Bang, c'est bête ce que je dis, mais toutes les expériences de pensées ne se valent pasPour les trous noirs, attention, d'une part une particule ou une onde qui s'en approche franchit l'horizon sans difficulté. Donc, pas d'effet tunnel ou de truc de ce genre.
J'ai vu certains traitements de l'effet Hawking sur base d'une barrière de potentiel vue comme une barrière d'effet tunnel, mais je n'ai pas du tout aimé (ce n'est qu'un tour de passe passe mathématique non justifié physiquement, c'est du moins mon opinion).
Enfin, la courbure de l'espace-temps est telle que tous les raisonnements intuitifs s'effondrent. Donc, à moins d'aimer les calculs compliqués, faut pas espérer raisonner sur les trous noirs et en déduire quoi que ce soit par des raisonnements simplistes. Je déconseille fortement.
++
Salut,
Rien à redire à tes réponses et :
Je ne parlais que des trous noirs et je commentais pas les horizons cosmologiques. C'est de la RG aussi et ce n'est pas plus simple.Disons que pour moi, l'horizon d'un trou noir est "locale" (proche de l'astre en question) et donc c'est pas vraiment ... disons un horizon relativiste, alors que l'horizon cosmologique pourrait, théoriquement être délimité (par exemple) en prenant le centre comme étant un observateur sur l'étoile la plus vieille de notre Univers observable (et donc pas déconnecté du notre). C'est dans ce sens quelle est relative à l'observateur. Tandis que pour un trou noir (pour être pragmatique), on a une sorte "d'étoile gelée" et aucun observateur ne pourrait partager de l'information une fois l'horizon franchit, donc pas comme un comportement d'horizon cosmologique (au niveau de la place de l'observateur, en priorité), après c'est hypersimplifié ce que je dis là, mais c'est pourtant ce que dit le modèle du BIg Bang, c'est bête ce que je dis, mais toutes les expériences de pensées ne se valent pas
Même les horizons de Rindler, en relativité restreinte, ce n'est pas de la tarte.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Étonnant... je serais curieux de voir une démonstration, as-tu des références?
Salut,
Je n'en ai pas sous la main, désolé.
Ceci dit, ce n'est pas difficile à comprendre.
Supposons que j'envoie un signal avec une Vg > Vp (vitesse de groupe plus grande que la vitesse de phase).
Le front d'onde va avance à la vitesse de phase, Vp et ne saurait donc pas transmettre d'information plus vite. Et les "paquets" avançant à la vitesse de groupe, rattrapent le front d'onde et disparaissent au fur et à mesure.
Inversement, si j'ai un signal à Vp > Vg, pour transmettre une modulation et donc une information, il faut forcément une variation de l'amplitude. Un signal sinusoïdal éternel ne transmet pas grand chose.
Et donc l'information ne saurait aller plus vite que Vg.
Il y a longtemps on avait eut une discussion sur ce sujet (pas sur Futura mais sur usenet) en râlant que la page Wikipedia ne soit pas sourcée. Puis un participant a indiqué un site génial avec des animations illustrant bien ce que je viens d'expliquer.
Je n'ai malheureusement pas noté l'adresse.
J'ai par contre trouvé ça :
https://www.youtube.com/watch?v=tlM9vq-bepA
qui illustre le premier cas
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Désolé, je ne suis pas convaincu (du tout)...
Ça illustre le cas Vg > Vp de façon générale, mais pas la propagation du front d'onde à Vp. La propagation du front d'onde n'est pas simulée correctement (ce n'est pas le but de la simulation, qui se contente de prendre deux sinusoïdes tronquées... et seulement deux vitesses de phase).
Je n'ai jamais lu rien de tel dans un article scientifique sur ce sujet. On lit beaucoup de choses sur les fora...
Bonjour.
Je suis d’accord avec Chip sur le fait que la simulation sur Youtube n’est pas correcte. Le « front d’onde » de la courbe d’en bas, ne peut pas se propager sans changer de forme. Les composantes de haute fréquence doivent dépasser la sinusoïde de départ.
Pour ceux qui ne sont pas au courant, je signale que l’on peut faire l’expérience chez soi, dans le lavabo ou la baignoire. Pour des vagues de faible longueur d’onde (inférieure à 10 cm) la vitesse de phase est plus grande que la vitesse de groupe.
Et les formules de la vitesse de phase se trouvent dans le Feynman. On peut facilement calculer la vitesse de groupe.
Au revoir.
Désolé pour le Youtube, je n'avais pas vu l'anomalie. Et dommage que je n'aie pas la démonstration plus rigoureuse. Si quelqu'un à ça en main, c'est le bienvenu.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
C'est un peu nul ce que je vais dire, mais en toute logique on ne peut dépasser C. Donc il faut s'en accommoder avec la RR et la RG. La démonstration doit venir de la mesure de c, ça ne se démontre peut être pas (postulat à la limite), amha. ... mais c'est pas vraiment ma question sur l'effet tunnel
