Particules Virtuelles ?

[invite60c9a40d]

Bonjour, j'ai reçus il y a quelques temps un superbe livre sur la physique qui est "Physique" par Hetch de l'éditeur "de Boeck" allant de la physique classique à la physique quantique... mais étant donné que je viens juste de le commencer, je n'en suis qu'a l'intro
Dans l'introduction, l'auteur nous parle des quatre forces et il a dédié un petit paragraphe dédié sur les interactions des ces dernières.
Je cite "Elles n'agissent pas entre deux corps comme un écoulement continu ou des tentacules invisibles qui s'étendent de l'un des corps à l'autre. Chaque force est au contraire due à l'échange, dans un sens et dans l'autre, d'un type particulier de particules médiatrices de l’interaction. Ces particules sont dites virtuelles car elles ne peuvent pas être émises ou absorbées, avec les bonnes valeurs de l'énergie et de la quantité de mouvement, dans un processus physique réel." Ils précisent que cette pensée a de grandes réussite mais reste incomplète et philosophiquement incertaine.
C'est donc la dernière phrase qui m'embrouille de part pour ma difficulté à comprendre la formulation après "émises ou absorbées" et d'autre part je ne comprends pas comment il peut y avoir une interaction si la particule qui sert à cette interaction n'est ni émise ni absorbée par les deux entités sujettes à cette intéraction

J'espère avoir été assez clair et j'espère que vous pourrez m'éclaircir
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[Amanuensis]

Bonsoir, et bienvenue sur le forum, au nom de toute la communauté du forum,

Ce genre de phrase est une interprétation de calculs. Les physiciens ont réussi à élaborer des formules compliquées à partir de traitements mathématiques basés sur des hypothèses fondatrices, précisément celles de la Mécanique Quantique et surtout la Théorie Quantique des Champs, ainsi que son application qu'on appelle "le modèle standard".

Dans certains de ces calculs apparaissent des termes qui ressemblent à des échanges de particules, mais sans avoir certaines propriétés considérées comme nécessaires pour parler de particules (ce à quoi réfère "les bonnes valeurs de l'énergie et de la quantité de mouvement dans un processus physique réel"). Ces termes sont interprétés comme des échanges de "particules virtuelles", terminologie qui rappelle à la fois la similarité avec des particules se propageant sur de longs parcours et les différences empêchant de les considérer sur le même pied.

Ces interprétations sont difficilement testables dans l'état, d'où cette idée de "philosophiquement incertaine".

Il est difficile d'entrer plus profondément dans le sujet sans étudier un minimum les calculs en question, dont une première approche "illustrée" est proposée par les diagrammes de Feynman. (Ceci pour donner des pistes...)

[invitecaafce96]

Bonjour,
Pour moi , les particules décrites sont des quarks ( non virtuels ) liés entre eux par l'échange continu de particules de masse nulle ( donc virtuelles ), les gluons .
Ne m'en demandez pas plus , mais il y a des personnes compétentes sur le forum qui ...

[invite60c9a40d]

Merci pour ta réponse très claire Amanuensis, donc les interactions sont dues aux particules virtuelles mais celle ci ne peuvent ni être émise ou absorbée car ce ne sont pas des particules comparables à des particules dites ? normal ? et qui sont donc bien différentes ?
Catmandou tu veux donc dire que ce sont ces interactions ou plutôt ces particules virtuelles qui sont à l'origine de la masse des particules qui composent la matière ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Amanuensis]

Merci pour ta réponse très claire Amanuensis, donc les interactions sont dues aux particules virtuelles mais celle ci ne peuvent ni être émise ou absorbée car ce ne sont pas des particules comparables à des particules dites ? normal ? et qui sont donc bien différentes ?

Elles sont comparables par certains aspects, et différentes pour d'autres.

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Par contre je ne comprends pas dans le texte cité cette idée de "ni émises ni absorbées". J'avais compris au contraire que c'était leur émission et absorption (virtuelles du fait que les particules sont virtuelles) qui modélisaient l'interaction. Dans l'article https://fr.wikipedia.org/wiki/Diagramme_de_Feynman, la légende de la figure indique que le photon est "virtuel" (c'est un exemple de particule virtuelle), et les sommets du graphe sont usuellement interprétés, il me semble, comme des émissions/absorptions de ce photon virtuel.)

[invite60c9a40d]

C'est vrai qu'à cause de "être ni émises, ni absorbées" on (à moins que j'ai mal compris ta dernière réponse) se pose la question, quel est l'origine de l'interaction ?
Mais le livre que je lis étant une traduction, il n'est pas impossible qu'il y ai des erreurs et en plus de ça le diagramme de Feynman démontre le contraire de ce que dit mon livre.
Merci pour m'avoir aidé

[invitecb7c417d]

... et les sommets du graphe sont usuellement interprétés, il me semble, comme des émissions/absorptions de ce photon virtuel.)

Hello, j'ai comme un doute sur la sémantique de "absorption/émission" en TQC, ici ?
Étant donné le "contexte quantique" de cette théorie, je suppose que ce couple de termes est usuellement pris dans le sens d'une "détection" par un "appareil de mesure". D'où, le problème, car on utilise plutôt "annihilation/création" qui sont des opérateurs mathématiques pour ces "particules virtuelles" (par définition : très fugaces et indétectables, et qui sont des intermédiaires "utiles" pour prévoir les résultats d'une collision/interaction (au LHC, par exemple), et peuvent ainsi donner des solutions "énergétiquement" non viables statistiquement/temporairement ... mais dont le bilan (l'entrée/sortie) respecte les invariants/conservations.

Donc, je suppose que les particules "virtuelles", forment le gros du "schéma" quantique (la boite noire), alors que seules les particules "réelles" sont dans les canaux des détecteurs de ... particules

[invite6c093f92]

Ca me rappelle une discussion:
http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post5601054
Tout ça (le sens physique) n'est pas simple.

[0577]

Bonjour,

comme l'a rappelé Amanuensis, l'expression "particules virtuelles" est une interprétation de calculs. Une partie de la confusion autour de ce terme provient du fait qu'il y a deux manières différentes de faire ces calculs et que la signification précise de "particules virtuelles" dépend de la méthode choisie:

1) la méthode hamiltonienne: on suit l'évolution d'un système physique au cours du temps. Puisque la physique est quantique, il existe des états du système pour lesquels des quantités observable comme l'énergie ou le nombre de particules ne sont pas bien définies. Même si l'on est intéressé à la valeur d'une probabilité de transition entre deux états pour lesquels le nombre de particules est bien défini, ce ne sera pas le cas en général pour un état intermédiaire. Dans le formalisme quantique, on peut toujours écrire un état où le nombre de particules n'est pas bien défini comme une superposition quantique d'états pour lesquels le nombre de particules est bien défini. Ces particules sont dites virtuelles car l'état intermédiaire n'est pas constitué de ces particules mais est une superposition quantique d'états constitués de ces particules. Dans ce formalisme, les états constitués de ces particules sont des états possibles du système physique et en particulier peuvent être aussi "réels" que les états initiaux et finaux (en particulier, dans ce formalisme, les particules virtuelles sont sur la "couche de masse": , où E est l'énergie, p l'impulsion et m la masse).

2) la méthode lagrangienne: on s'intéresse à un système quantique obtenu par quantification d'un système classique. Les probabilités de transition entre deux états du système quantique peuvent s'obtenir par une sommation sur toutes les "configurations spatio-temporelles" possibles du système classique interpolant entre l'état initial et l'état final. Ces "configurations spatio-temporelles" du système classique sont constituées de particules n'étant en général pas sur la "couche de masse", et en particulier pouvant se propager plus vite que la lumière, violant la causalité... Pour toutes ces raisons, ces particules sont appelées virtuelles (ces propriétés étranges ne rendent pas le formalisme incohérent puisque précisément ce formalisme, à la différence de 1), est a priori acausal: on ne suit pas le système au cours du temps).

En dépit de leurs différences apparentes, les méthodes 1) et 2) donnent des résultats physiques équivalents. Il ne fait donc aucun sens de dire que "ce qui se passe réellement" est décrit par 1) plutôt que 2) ou inversement. En pratique, dès que les calculs deviennent un peu compliqués, la méthode 2) est privilégiée du fait de sa capacité à rendre la compatibilité avec l'invariance relativiste demandée par la relativité restreinte évidente. Puisque cette méthode 2) est la plus utilisée au niveau technique, la plupart des occurrences de "particules virtuelles" en vulgarisation y font référence. Mais il faut faire attention au fait qu'on ne peut pas la comprendre si l'on pense en termes d'évolution temporelle. Si l'on veut penser en termes d'évolution temporelle, il faut utiliser la méthode 1), qui me semble la plus simple à comprendre intuitivement (à la condition d'avoir une idée de ce qu'est la physique quantique. Bien sûr, la méthode 2) est tout aussi incompréhensible si on essaye de penser classiquement).

[invite60c9a40d]

Merci à toi 0577 pour ta réponse complète et à Amanuensis,
PS : j'ai eu cette question en lisant l'intro du livre "Physique" de "de Boeck" et je n'imagine même pas le nombre de concepts qui me seront flous quand je lirais le chapitre sur la physique quantique, je viendrais alors vous bombarder de questions

[invite60c9a40d]

Salut et merci à toi illusionoflogic, ce que tu dit a l'air plus probable que

"Elles n'agissent pas entre deux corps comme un écoulement continu ou des tentacules invisibles qui s'étendent de l'un des corps à l'autre. Chaque force est au contraire due à l'échange, dans un sens et dans l'autre, d'un type particulier de particules médiatrices de l’interaction. Ces particules sont dites virtuelles car elles ne peuvent pas être émises ou absorbées, avec les bonnes valeurs de l'énergie et de la quantité de mouvement, dans un processus physique réel."

. L'auteur a peut dut simplifier ce concept pour l'intro.