Particules virtuelles

[Amator]

bonsoir,

Pourrait- on capturer des particules virtuelles avec un puissant champ électrique entre 2 plaques métalliques ?
Chaque plaque attirant sa particule de charge opposée.

Par avance merci de vos reponses.
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[mach3]

Si on les capture, elles ne sont plus virtuelles...

m@ch3

[Deedee81]

Salut,

En tenant compte bien entendu de la remarque de mach3, la réponse est oui.

Des paires électrons - positrons peuvent se créer dans un champ électrique. Le processus est bien décrit dans le livre Quantum Field Theory de Itzykson et Zuber. Toutefois c'est irréalisable avec deux plaques métalliques. Le champ électrique à créer doit être si puissant que c'est hors de notre portée et même si on pouvait le faire, cela créerait un arc électrique que même Zeus en personne nous envierait. Ca se comprend aisément, créer une paire c'est un million d'électron volt. Et arracher des électrons d'une plaque métallique, ça c'est facile. On a déjà un arc électrique dans l'air sec autour de 100000 V/m.

Par contre, ce processus peut se dérouler facilement dans certaines conditions. Par exemple, au bord d'un noyau d'atome, le champ électrique est très puissant. Il y a constamment des paires qui se créent et qui s'annihilent. Pour éjecter la paire il faut apporter l'énergie supplémentaire nécessaire. Par exemple, un photon gamma passant dans le champ électrique du noyau peut aisément se décomposer en une paire électron-positron.

On en parle un peu partout. Voir par exemple "création de paire" sur wikipedia, ou http://metronu.ulb.ac.be/npauly/Pauly/metronu/1_4.pdf où ils donnent les formules, les chiffres, avec les sections efficaces et tout et tout.

[pm42]

Cela a été annoncé en 2014 : voir https://www.sciencesetavenir.fr/fond...-matiere_23104 avec le lien vers l'article de Nature.
Curieusement, je ne trouve pas grand chose d'autre mais je n'ai pas beaucoup cherché non plus.

Là aussi, on parle de l'utilisation d'un laser, pas de plaques électriques bien sur.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Amator]

Bonjour a tous,

Réponse au delà de mes espérance Deedee81, merci.
Me reste plus qu'a ingurgiter tout ça

Oui Mach3 c’était bien l’intention, de rendre le virtuel réel.

Par contre qu'en dis le principe de conservation de l'énergie ? (pas encore lu tout ce que vous me donnez comme références)

Merci a tous en tout cas.

A+

[pm42]

Par contre qu'en dis le principe de conservation de l'énergie ? (pas encore lu tout ce que vous me donnez comme références)

Tu transformes de l'énergie en matière donc pas de problème. C'est du E=mc2 comme dans une réaction nucléaire mais dans l'autre sens.

[XK150]

Cela a été annoncé en 2014 : voir https://www.sciencesetavenir.fr/fond...-matiere_23104 avec le lien vers l'article de Nature.
Curieusement, je ne trouve pas grand chose d'autre mais je n'ai pas beaucoup cherché non plus.

Là aussi, on parle de l'utilisation d'un laser, pas de plaques électriques bien sur.

Bonjour ,
Alors oui , il y a des applications : ce que je ne comprenais pas ici :

Bonjour ,
La production la plus simple est par la voie de désintégration Béta + de certains noyaux radioactifs ,
Puis , par la production de paires ( e+ , e- ) à partir de photons gamma de haute énergie ( seuil : 1.02 MeV)

https://fr.wikipedia.org/wiki/Positron

S'ajoute maintenant une production significative en terme de quantité par laser dont je ne connais pas le principe .

http://www.slac.stanford.edu/cgi-wra.../ssi97-029.pdf ( pour le principe )
https://str.llnl.gov/JulAug09/pdfs/07.09.3.pdf ( pour la production élevée )

[mach3]

Oui Mach3 c’était bien l’intention, de rendre le virtuel réel.

Par contre qu'en dis le principe de conservation de l'énergie ? (pas encore lu tout ce que vous me donnez comme références)

ben, c'est simple, pour "rendre le virtuel réel", on doit lui fournir à minima l'énergie nécessaire... La création de particules virtuelles s' "assoit" sur la conservation de l'énergie (du moment que la durée de l' "emprunt" est d'autant plus courte que son "montant" est important).

m@ch3

[Deedee81]

Salut,

L'énergie est fournie par le champ électrique (et donc par sa source). Voir d'ailleurs ma remarque sur "énergie d'une paire versus énergie pour provoquer un arc électrique".
D'ailleurs ça ne peut pas marcher avec un champ magnétostatique qui ne fournit aucun travail. Faut de l'électrique quelque part.

Je ne connaissais pas les résultats avec les lasers. Merci pour vos références.

[Amator]

Re,

Pour finir sur mon idée de départ, mon raisonnement était simple:
deux particules virtuelles apparaissent spontanément.
un champ électrique (statique) puissant les sépare définitivement.
En théorie je ne vois pas ce qui cloche même si en pratique je veux bien admettre que se soit difficile à faire.
Encore que la rigidité du vide parfait est énorme
https://fr.wikipedia.org/wiki/Rigidi...um.C3.A9riques

Il faut juste que le champ statique soit plus fort que l'attraction entre e- et e+ qui sont proche.
Est ce que le raisonnement est valide théoriquement, déjà ?

De plus si les électrodes sont recouvertes d'un isolant, les plaques métalliques ne voient pas de courant ?
Bon je ne sais quelle pourrait être l'utilité de ces e+ et e- accumulés à la surface d'un isolant.

Je sens qu'il y a des bêtises dans ce que je dis mais je n'arrive pas à dépatouiller...
A+

[coussin]

Il n'y a rien à depatouiller. C'est en théorie possible, c'est l'effet Schwinger. Il faut un laser assez puissant pour que l'énergie soit au moins 2mc² avec m la masse des particules créées.
Des lasers assez puissants ne sont pas encore dispo si je ne m'abuse.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Schwinger_limit

[coussin]

L'article de Nature cité est un effet un peu différent. C'est l'effet Breit-Wheeler (https://en.m.wikipedia.org/wiki/Breit–Wheeler_process) qui est une collision photon-photon. C'est un évènement extrêmement rare (n'apparaissant qu'en QED) et qui donc nécessité des intensités extrêmement élevées également.
D'autres mots-clés pour ça est LLS pour light by light scattering.

[Deedee81]

Salut,

C'est un évènement extrêmement rare

Anecdote. Lorsque j'étudiais la QED et quand je suis tombé sur la diffusion photon-photon, en voyant la section efficace, j'ai pensé "on ne pourra jamais le tester, pas avant des siècles".
Quel ne fut donc pas ma surprise en découvrant que cela avait déjà été mesuré

Est ce que le raisonnement est valide théoriquement, déjà ?

Mais oui, c'est correct. Je ne comprend pas pourquoi tu doutes. Cela a déjà été dit dès le début. Voir aussi la réponse de Coussin ci-dessus (que je salue et remercie, j'avais oublié que c'était Schwinger).
J'ai même expliqué que l'énergie était pompée au détriment du champ électrique donc de la source de ce champ et que cela ne peut pas marcher avec un champ magnétostatique.

La seule difficulté est qu'on ne sait pas créer un champ électrostatique assez fort. On en est même à des année-lumière.

Donc, on passe par des méthodes plus complexes : laser, champ électrique du noyau,...

[viiksu]

Il y a aussi l'effet Casimir qui réifie du virtuel non?

[Amator]

Bonjour à tous,

Si je résume la réponse à la question initiale: ce serait possible mais il faut un champ électrique de malade 1.31 10^18 V/m cf effet Schwinger .

Dans la pratique c'est déjà fait mais autrement, lasers etc...OK.

Le dernier détail que je comprend pas bien, dans le cas de l'effet Schwinger, donc du champ électrique, comment la source de tension fournit de l'énergie ?
Les aux e+ et e- capturés ne sont-ils pas gratuits ? or ce sont eux qui font le courant, non ?
La source de tension ne fournit-elle pas que la tension ? (bien que la courant la traverse...)

C'est là où je m'emmêle.

[Deedee81]

Salut,

Il faut de l'énergie pour porter les plaques à la tension désirée.

Ensuite, les charges e+ e-, se déplaçant dans le champ, modifient son intensité (elles ont leur propre champ électrique), elles en diminuent la valeur (c'est un des avatar de la loi de Lenz).
Pour garder le même champ, il faudra à nouveau fournir de l'énergie ou laisser circuler ces charges = courant, = énergie consommée par la source (comme lorsque tu branches un fil entre les deux bornes d'une batterie, origine des charges différentes mais même situations et mêmes conséquences).

C'est un peu comme les accélérateurs de particules. On accélère les charges avec un champ électrique. C'est la source qui in fine communique son énergie aux charge.
Ici c'est plus difficile et plus couteux car on a deux charges électriques très proches et qu'il faut séparer, d'où le champ de malade et l'énergie énorme nécessaire pour arriver à les séparer.