interaction laser avec le vide
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interaction laser avec le vide



  1. #1
    Amator

    interaction laser avec le vide


    ------

    Bonjour,

    Sait on si un rayon laser dans le vide, voit son diamètre s’accroître en fonction de la distance parcourue (phénomène, de diffusion), en raison d'une interaction avec les fluctuations du vide ?
    Par exemple une interaction avec une génération/annihilation spontanée de particules virtuelle du type e+/e- ?

    Si d'autres phénomènes dans le vide interagissent avec la lumière et la perturbe, je suis preneur.

    D'avance merci pour vos réponses.

    -----

  2. #2
    antek

    Re : interaction laser avec le vide

    Le diamètre s'accroit parce que le lobe de rayonnement n'est pas un segment de droite, sans parler d'autres phénomènes que je ne connais pas.

  3. #3
    Amator

    Re : interaction laser avec le vide

    Citation Envoyé par antek Voir le message
    Le diamètre s’accroît parce que le lobe de rayonnement n'est pas un segment de droite, sans parler d'autres phénomènes que je ne connais pas.
    Vous pensez a une imperfection de construction du dispositif laser, que l'on ne peut éviter ?
    Le laser ne peut émettre parfaitement parallèle, même en ajoutant des optiques ?
    Si tel est le cas, je m'en doutais mais je m’intéresse a l'interaction d'un faisceaux parfaitement parallèle (théorique donc) avec le vide.

    A t on des pistes sur ce que j'avance dans mon premier message, ou bien le vide est il parfaitement neutre et transparent, jusqu'au moindre détail, vis a vis de la lumière ?

    Si tel est le cas , il serait impossible d'avoir des images nettes en astronomie, à moins d’intégrer sur de bonnes périodes de temps, ce qui semble être le cas.
    Donc ça ne contredirait pas une influence des fluctuations du vide sur la propagation de la lumière.

  4. #4
    coussin

    Re : interaction laser avec le vide

    Oui, le vide est parfaitement neutre et transparent pour la lumière.
    Quel que soit l'effet auquel vous pensez, ça s'explique par l'optique géométrique.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Amator

    Re : interaction laser avec le vide

    Ah OK, merci Coussin.

    La lumière interagit avec la matière, or lors de fluctuations du vide, il peut y avoir création un bref instant de e+/e-, ce qui est matière et anti matière, dite virtuelle.

    J'imagine qu'un rayon lumineux qui passe par là, pile poil pendant ce bref instant, peut subir une interaction ?

    Ou alors la lumière n'interagit qu'avec les e- (et e+ sans doute aussi), uniquement s'il sont sur une orbitale ?

  7. #6
    ThM55

    Re : interaction laser avec le vide

    Bonjour. Vous pensez apparemment au phénomène de diffusion de la lumière par elle-même en électrodynamique quantique. Cette diffusion peut s'exprimer par un diagramme de Feynman tel que celui-ci.
    Nom : photonphoton.png
Affichages : 154
Taille : 27,5 Ko

    Les lignes ondulées représentent les photons entrants et sortants. Les lignes continues représentent les électrons et positrons. On peut interpréter ce diagramme, si on veut, en ordonnant arbitrairement les sommets dans le temps: l'un des photon émet une paire électron-positron, l'électron absorbe l'autre photon, puis le ré-émet et la paire s'annihile en un autre photon. Il entre deux photons, il en sort deux. La paire électron-positron est virtuelle, elle n'est pas observable. La vraie signification du diagramme est de transcrire une formule qui donnera in fine les probabilités de diverses trajectoires et énergies des photons.

    Mais cet effet est très faible, il est du quatrième ordre: il est 10000 fois plus faible que, par exemple, un effet Compton. Il n'a été observé de manière directe que très récemment au LHC (voir https://arxiv.org/abs/1702.01625 ) et uniquement sur les photons gamma avec une énergie de plusieurs GeV par des techniques expérimentales et statistiques des plus sophistiquées. Donc absolument rien de comparable avec les photons du spectre visible d'un laser! Dans ce dernier cas on n'observera rien de comparable. A ces énergies, les équations de Maxwell linéaires sont vérifiées avec précision, les ondes se superposent sans modification, le vide est complètement transparent et il n'y a aucune diffusion détectable.

  8. #7
    coussin

    Re : interaction laser avec le vide

    Citation Envoyé par Amator Voir le message
    Ah OK, merci Coussin.

    La lumière interagit avec la matière, or lors de fluctuations du vide, il peut y avoir création un bref instant de e+/e-, ce qui est matière et anti matière, dite virtuelle.

    J'imagine qu'un rayon lumineux qui passe par là, pile poil pendant ce bref instant, peut subir une interaction ?

    Ou alors la lumière n'interagit qu'avec les e- (et e+ sans doute aussi), uniquement s'il sont sur une orbitale ?
    Ces paires e-/e+ sont virtuelles. Pour ce qui vous concernent (et pour la lumière ), c'est comme si elles n'étaient pas là.
    L'effet dont parle ThM55 est un effet réel. En tant que tel, la conservation de l'énergie doit s'appliquer. En conséquence de quoi, cet effet peut éventuellement avoir lieu si la densité d'énergie EM est d'au moins 2mc². Ce qui n'est jamais le cas "dans la vie de tous les jours".

  9. #8
    coussin

    Re : interaction laser avec le vide

    Je pense que la biréfringence du vide va aussi vous intéresser (je vous laisse chercher )
    La conclusion de tout ça est que tous ces effets prédits par la QED sont certes intéressants mais n'espérez pas que ce soit eux à l'oeuvre dans la propagation d'un pointeur laser ou de la lumière d'une étoile...

  10. #9
    stefjm

    Re : interaction laser avec le vide

    D'une étoile peut-être pas , mais d'une étoile à neutron?

    https://www.futura-sciences.com/scie...antique-65392/
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  11. #10
    Amator

    Re : interaction laser avec le vide

    Merci à tous pour vos réponses.
    Intéressant la polarisation du vide et sa biréfringence.

    1) Je me demande quand même pourquoi des particules dites virtuelles électrons-positrons ne pourraient provoquer un effet compton avec de la lumière ?
    Est-ce le niveau d'énergie du laser que j'ai pris en exemple qui serait insuffisant , il faudrait un gamma ?

    2) et quel est l’ordre de grandeur en temps, de ce processus décrit sur wikipedia à propos de la polarisation du vide:
    Selon la théorie quantique, le vide est le siège de fluctuations d'énergie. Si celles-ci sont suffisamment élevées, tout en étant suffisamment courtes pour ne pas violer le principe d'incertitude, il se crée des paires électrons-positrons (dites virtuelles en théorie quantique).

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