Action du photon / électron, un seul Lagrangien et continiuité espace-temps
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Action du photon / électron, un seul Lagrangien et continiuité espace-temps



  1. #1
    invitec913303f

    Action du photon / électron, un seul Lagrangien et continiuité espace-temps


    ------

    Bonjour, question peut être un peut tordus mais on s'en fous. Soit un photon qui interagit avec un électron. Es t'il possible de décrire l'action du Photon et de l'électron en un seul Lagrangiens? Es ce que cela ne poserais pas des problèmes de continuités espace-temps ?

    Merci bien

    -----

  2. #2
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Action du photon / électron, un seul Lagrangien et continiuité espace-temps

    Bonjour,

    C'est ce que l'on fait.

    Citation Envoyé par Floris Voir le message
    Es ce que cela ne poserais pas des problèmes de continuités espace-temps ?
    Pouvez-vous préciser à quels problèmes vous faites allusion ?

    @+
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  3. #3
    invitec913303f

    Re : Action du photon / électron, un seul Lagrangien et continiuité espace-temps

    Bonjour Alban,

    Ben justement, c'est pour ça que je pose la question. Si on imagine un photon qui transmet intégralement son énergie à un électron, serais t'il possible de décrire l'action, le Lagrangiens du photon=>électron comme un seul système ? Mais le fait qu'on passe d'une particule sans masse à une particule massive n'introduirais t'il pas une discontinuité dans l’équation de Lagrange (classique) ?

  4. #4
    Deedee81

    Re : Action du photon / électron, un seul Lagrangien et continiuité espace-temps

    Salut,

    Citation Envoyé par Floris Voir le message
    Ben justement, c'est pour ça que je pose la question. Si on imagine un photon qui transmet intégralement son énergie à un électron, serais t'il possible de décrire l'action, le Lagrangiens du photon=>électron comme un seul système ?
    Ben oui, c'est même assez ancien.
    Il est donné ici par exemple :
    https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89....27interaction

    Citation Envoyé par Floris Voir le message
    Mais le fait qu'on passe d'une particule sans masse à une particule massive n'introduirais t'il pas une discontinuité dans l’équation de Lagrange (classique) ?
    On ne passe pas de l'une à l'autre. On a les deux ensemble. Comme tu peux le voir dans le lien ci-dessus.

    Au niveau classique on n'a pas de discontinuité car on a juste les champs, pas d'électrons (pour ce lagrangien là du moins) ni de photons.
    Ces derniers n'apparaissent qu'après quantification ce qui conduit à la quantification des champs, qu'on peut voir comme une discontinuité mais des champs, pas de l'espace-temps.
    Puis après pas mal de jongleries, une grosse louche de théorème de Wick et de diagrammatique à la Feynman conduit aux représentations bien connue en théorie des perturbations avec les diagrammes. Mais toujours pas de discontinuité de l'espace-temps. Au contraire : dans les intégrales des diagrammes on a comme paramètre d'intégration les impulsions qui forment un spectre continu (donc espace-temps continu).

    EDIT à noter que dans tout diagramme les lignes d'électrons sont continues, sans rupture, donc il n'y a pas de "passage des électrons aux photons", même quand viennent s'ajouter des photons (on peut voir la ligne comme étant celle d'un électron qui remonte le temps : attention ce n'est qu'une astuce mathématique). De plus, la masse totale est toujours conservée même dans une annihilation électron-positron car la masse des deux photons est non nulle (la masse propre n'est pas une grandeur additive, ce qui est un peu troublant. Disons que c'est le prix à payer pour avoir une quantité invariante et conservée, ce qui est toujours préférable).
    Dernière modification par Deedee81 ; 03/11/2016 à 08h03.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Zefram Cochrane

    Re : Action du photon / électron, un seul Lagrangien et continiuité espace-temps

    Bonjour,
    quand un électron et un positron entrent en collision , il y a émission de 2 photons d'énergie égale. Ceci est du au fait que l'énergie du système (electron-positron avant la collision et photon-photon après la collision est décrit par le quadrivecteur énergie-impulsion et se conserve lors de la collision.
    Avant la collision l'énergie du système est représenté uniquement par l'énergie de masse de l'électron et du positron et après la collision l'énergie du système est représenté uniquement par l'impulsion des photons.

    Edit Deedee
    je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire

  7. #6
    Deedee81

    Re : Action du photon / électron, un seul Lagrangien et continiuité espace-temps

    Petite précision.

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    quand un électron et un positron entrent en collision , il y a émission de 2 photons d'énergie égale.
    Ou trois selon la parité.
    (du moins à faible énergie, évidemment, sinon c'est des gerbes de particules qui sont créées)
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Positr...arapositronium
    (on le décrit généralement pour les états liés mais c'est vrai aussi pour deux particules libres qui font une mauvaise rencontre ).
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  8. #7
    Zefram Cochrane

    Re : Action du photon / électron, un seul Lagrangien et continiuité espace-temps

    Merci pour la précision Deedee:

    https://fr.wikipedia.org/wiki/Annihi...ctron-positron

    Ma description correspond à la basse énergie.
    Question HS qu'est ce qu'on appelle parité de charge? comment le moment cinétique peut il influer sur cette parité?
    Dernière modification par Zefram Cochrane ; 03/11/2016 à 11h07.
    je peux croire que je sais, mais si je sais que je ne sais pas, je ne peux pas croire

  9. #8
    Deedee81

    Re : Action du photon / électron, un seul Lagrangien et continiuité espace-temps

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    Question HS qu'est ce qu'on appelle parité de charge? comment le moment cinétique peut il influer sur cette parité?
    J'ai failli dire que je connais "parité" mais pas "parité de charge".
    Mais je viens de lire que "violation de parité de charge" est équivalent à "violation de la symétrie CP". Donc, par extension "parité de charge" = "symétrie CP".

    Sinon, la parité c'est bêtement la symétrie centrale (ça ressemble à la symétrie miroir) :
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Parit%...%28physique%29

    La fonction d'onde d'une particule peut alors être paire ou impaire sous la symétrie P (changement de signe si impaire). Et ceci est vrai de la fonction d'onde de plusieurs particules.
    La parité étant un peu comme une symétrie miroir, on comprend qu'elle dépend des mouvements de l'électron et du positron mais aussi de l'orientation du spin (qui s'inverse sous la symétrie P).
    Et donc la paire électron-positron peut exister sous deux états de parité (ou un mélange des deux).
    Voir aussi https://fr.wikipedia.org/wiki/Parit%...trins%C3%A8que bien que l'article ne soit pas très étoffé (en anglais non plus).

    La parité étant conservée par les interactions électromagnétiques non seulement la valeur de la parité est bien définie mais de plus on doit avoir la même parité avant et après. Ce qui implique le fait d'avoir deux ou trois photons.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  10. #9
    Deedee81

    Re : Action du photon / électron, un seul Lagrangien et continiuité espace-temps

    Petite correction : dans le cas électron-positron, c'est bien la symétrie sous CP qui est considérée
    (action de la symétrie de parité + échange électron-positron)
    qui est également conservée.

    D'où l'usage du terme parité de charge.

    Désolé pour le déclic à retardement
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  11. #10
    Amanuensis

    Re : Action du photon / électron, un seul Lagrangien et continiuité espace-temps

    Citation Envoyé par Zefram Cochrane Voir le message
    comment le moment cinétique peut il influer sur cette parité?
    "Avec les mains", et en rappelant que la collision étant ponctuelle le seul moment cinétique qui intervient est le spin des particules. Et ce qui suit porte sur la "projection du spin sur un axe", en unité hbar (de mémoire, à vérifier).

    Pour différentes raisons, dans le cas deux photons, leurs spins sont opposés, +1 et -1: total 0. Cela n'est possible que si le total des spins électron et positron valait 0, donc l'un à 1/2 d'autre à -1/2. (La symétrie CP laisse invariante la situation, C changeant électron en positron et réciproquement, et P inversant les spins.)

    Mais on peut avoir aussi les deux à +1/2, total 1 (pas invariant par CP, P faisant passer le total à -1). Faut alors trois photons, deux de spins opposés, et le troisième (à 1) qui emporte le spin total des deux particules incidentes.
    Dernière modification par Amanuensis ; 03/11/2016 à 16h26.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  12. #11
    invitec913303f

    Re : Action du photon / électron, un seul Lagrangien et continiuité espace-temps

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    EDIT à noter que dans tout diagramme les lignes d'électrons sont continues, sans rupture, donc il n'y a pas de "passage des électrons aux photons", même quand viennent s'ajouter des photons (on peut voir la ligne comme étant celle d'un électron qui remonte le temps : attention ce n'est qu'une astuce mathématique). De plus, la masse totale est toujours conservée même dans une annihilation électron-positron car la masse des deux photons est non nulle (la masse propre n'est pas une grandeur additive, ce qui est un peu troublant. Disons que c'est le prix à payer pour avoir une quantité invariante et conservée, ce qui est toujours préférable).
    Tu veux parler de la quantité de mouvement ?

  13. #12
    invitec913303f

    Re : Action du photon / électron, un seul Lagrangien et continiuité espace-temps

    Et j'en rajoute. Ci je comprend bien, il y à conservation du spin de sorte à ce que après interaction, touts les spin additionné donne la valeur du spin initial ?

    Et aussi j'en rajoute encore, une question simple. J'en reviens à ma première question. Prenons l'effet photo électrique par exemple, si j'ai un photon qui frappe la plaque de métal pour dégager éventuellement un électron, etes vous sur qu'une approche classique du Lagrangien n'introduirait t'il pas une discontinuité dans l'espace-temps ? Es ce que la quantification ne serais pas la solution à cette question de continuité spatio-temporelle ?

  14. #13
    Deedee81

    Re : Action du photon / électron, un seul Lagrangien et continiuité espace-temps

    Salut,

    Citation Envoyé par Floris Voir le message
    Tu veux parler de la quantité de mouvement ?
    Ah non, je ne parlais pas de ça.

    Citation Envoyé par Floris Voir le message
    Et j'en rajoute. Ci je comprend bien, il y à conservation du spin de sorte à ce que après interaction, touts les spin additionné donne la valeur du spin initial ?
    Oui, en effet.

    Citation Envoyé par Floris Voir le message
    Et aussi j'en rajoute encore, une question simple. J'en reviens à ma première question. Prenons l'effet photo électrique par exemple, si j'ai un photon qui frappe la plaque de métal pour dégager éventuellement un électron, etes vous sur qu'une approche classique du Lagrangien n'introduirait t'il pas une discontinuité dans l'espace-temps ?
    Non, c'est absolument impossible puisque l'espace-temps est un paramètre extérieur imposé. Arbitrairement (*) imposé. En général on choisi un espace-temps continu, et point barre, on l'exige, on l'oblige et les équations n'ont qu'a s'y conformer sinon elles sont punies

    (*) Enfin, arbitrairement dans les calculs, mais les choix fait sont évidemment basé soit sur l'expérience soit sur d'autres considérations théoriques (la relativité par exemple).
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

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