Pourquoi la force magnétique n'est-elle pas la conséquence d'une déformation de l'espace-temps ?

[andretou]

Bonjour à tous
L'électrodynamique quantique (parfois dite relativiste, quantum electrodynamics en anglais : QED) est une théorie physique ayant pour but de concilier l'électromagnétisme avec la mécanique quantique en utilisant un formalisme lagrangien relativiste. Selon cette théorie, les charges électriques interagissent par échange de photons. (Wikipédia)
https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89...ique_quantique

Si je simplifie, l'électrodynamique quantique (EDQ) semble donc postuler que 2 aimants s'attirent (ou se repoussent) par échange de photons.
Est-ce correct ?

Si oui, je me demande alors pour quelle raison l'EDQ n'a pas repris le modèle de la relativité générale pour postuler que les aimants s'attirent (ou se repoussent) non pas à cause d'un échange de photons mais à cause d'une déformation de l'espace-temps produite cette fois non par la masse mais par la charge électrique ?
Autrement dit, qu'est-ce qui empêche de considérer que la force magnétique est la conséquence d'une déformation de l'espace-temps, à l'image de la gravitation ?

Merci d'avance pour vos réponses
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[jacknicklaus]

C'est déjà le cas.
l'équation d'Einstein stipule que certains termes de courbure sont égaux, à un facteur près, au tenseur ENERGIE-impulsion.
Y'a pas marqué tenseur MASSE-impulsion...

[albanxiii]

Si je simplifie, l'électrodynamique quantique (EDQ) semble donc postuler que 2 aimants s'attirent (ou se repoussent) par échange de photons.
Est-ce correct ?

Non !
Le passage que vous citez parle de charge électriques et vous vous parlez d'aimants. Cela n'a rien à voir.

[Deedee81]

Salut,

De plus, cette attraction par échange de particules virtuelles est souvent présenté dans la vulgarisation (et a parfois été utilisé pour des modèles, comme celui de Yukawa pour la force nucléaire).

Mais à la base de l'électrodynamique, ce n'est pas un postulat. Les postulats (en gros car la formulation strictement axiomatique est tout autre chose) sont :
- la mécanique quantique et la relativité restreinte
- les lagrangiens pour les différentes particules/interactions (par exemple, celui de Dirac pour l'électron, celui de Maxwell pour le champ électromagnétique)
Et c'est tout !!!! Pas d'échange de particules là.

Ensuite avec la quantification vient la déduction "particules = excitations quantifiées du champ" et avec les interactions, les diagrammes de Feynman, et touti quanti, les échanges de particules virtuelles. Mais c'est vraiment loiiiiiin dans la théorie, ce n'est pas du tout un postulat.

Si oui, je me demande alors pour quelle raison l'EDQ n'a pas repris le modèle de la relativité générale pour postuler que les aimants s'attirent (ou se repoussent) non pas à cause d'un échange de photons mais à cause d'une déformation de l'espace-temps produite cette fois non par la masse mais par la charge électrique ?
Autrement dit, qu'est-ce qui empêche de considérer que la force magnétique est la conséquence d'une déformation de l'espace-temps, à l'image de la gravitation ?

D'une part la relativité générale (et son espace-temps) est une théorie classique. Et donc c'est insuffisant. La QED est une théorie quantique.

D'autre part, il existe bien des modèles des interactions basés sur l'espace-temps. Voir par exemple :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%...e_Kaluza-Klein

Mais :
- cette théorie a de sérieux problèmes (inutile d'approfondir, en particulier la fameuse soupe de cailloux )
- elle ne fut pas approfondie suite, justement, à la naissance d'une véritable théorie quantique des interactions
A noter d'ailleurs que du point de vue de la renormalisation de la gravité
(voir : https://fr.wikipedia.org/wiki/Renormalisation )
cette théorie..... empire les choses !!!!!

Elle est revenue au goût du jours avec la théorie des cordes où elle se marie plus naturellement avec les cordes (et est même indispensable).

Donc, comme tu vois, on ne t'a pas attendu pour faire ça (K&K ça date quand même d'un siècle !!!!)
Franchement, tu devrais faire attention à la manière dont tu présentes les choses (car ça énerve les participants).
Au lieu de dire "je me demande alors pour quelle raison l'EDQ n'a pas repris le modèle de la relativité générale", tu devrais plutôt demander
"a-t-on déjà essayé de modéliser le magnétique avec l'espace-temps ?" Ne fait pas de supposition sur ce qui a été fait ou pas, car là, tu as toutes les chances de te planter.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Amanuensis]

EDIT: doublon involontaire, mais je laisse.

Si oui, je me demande alors pour quelle raison l'EDQ n'a pas repris le modèle de la relativité générale pour postuler que les aimants s'attirent (ou se repoussent) non pas à cause d'un échange de photons mais à cause d'une déformation de l'espace-temps produite cette fois non par la masse mais par la charge électrique ?
Autrement dit, qu'est-ce qui empêche de considérer que la force magnétique est la conséquence d'une déformation de l'espace-temps, à l'image de la gravitation ?

Sans même parler de physique quantique, ce genre de modèle a été tenté (vers 1919) : c'est le modèle Kaluza-Klein . Mais ce modèle passe en 5 dimensions, une sorte d'espace-temps "augmenté". Cette augmentation est obligatoire car l'observation montre que l'électro-magnétisme et la gravitation sont en grande partie indépendants l'un de l'autre, d'où une cinquième dimension spécifique à l'électro-magnétisme.

Ce modèle prévoit des effets qui n'ont pas été observés, ce qui le réfute pour le moment. Le principe a été poursuivi par la suite, pour amener à la théorie des cordes.

Ref: https://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%...e_Kaluza-Klein, ou (bien mieux) https://en.wikipedia.org/wiki/Kaluza...93Klein_theory

[jacquolintégrateur]

Bonjour
La théorie répondant à la demande d'Andretou correspond à celle que H.Weyl a édifiée, au lendemain de la Relativité Générale. Elle est exposée dans le livre de H.Weyl intitulé: "Espace, Temps, Matière" traduit en français (Gauthier- Villars.Paris. 1925 (année à vérifier)). H. W déduit les équations classiques de la RG d'A. Einstein, à partir du Lagrangien: R(g_ij,g'_ij, g"_ij) où R désigne la courbure riemanienne totale. Au cours du calcul des équations d'Euler-Lagrange, on montre facilement que les termes provenant de la variation des dérivées secondes disparaissent d'eux mêmes: à ma connaissance, ceci constitue la première dérivation lagrangienne des équations de la RG. H.W. complète la structure de l'espace-temps en adjoignant, au tenseur métrique de Riemann, un "vecteur de Jauge" (la terminologie "vecteur de Jauge"; "changement de jauge" a été introduite par H. W, lui-même). Le vecteur de jauge définit la variation de l'étalon de longueur lorsque l'on passe d'un point M à un point infiniment voisin. La présence du vecteur de jauge introduit des termes supplémentaires dans la connexion affine: 1/2(A_ig_jk+A_kg_jj-A_jg_ki). Les variations du lagrangien associées au vecteur de jauge introduisent des équations supplémentaires formellement analogues aux équations de Maxwell. Pourquoi cette théorie ne s'est pas imposée ?? Parce que le vecteur de jauge, lié à l'étalon de longueur, entraîne des variations des dimensions des objets lorsque on les déplace !! Il en résulterait que les propriétés d'un objet, dépendant de ses dimensions, varieraient quand cet objet se déplace!! Pour cette raison, Einstein, d'abord très intéressé par cette théorie; l'a ensuite réfutée. Elle a été abandonnée.
Cordialement
Note: j'ai écrit tout ceci de mémoire...

[andretou]

Franchement, tu devrais faire attention à la manière dont tu présentes les choses (car ça énerve les participants).
Au lieu de dire "je me demande alors pour quelle raison l'EDQ n'a pas repris le modèle de la relativité générale", tu devrais plutôt demander
"a-t-on déjà essayé de modéliser le magnétique avec l'espace-temps ?" Ne fait pas de supposition sur ce qui a été fait ou pas, car là, tu as toutes les chances de te planter.

Je ne vois pas bien la différence, mais désolé pour la maladresse. Aucune prétention de ma part.

[Deedee81]

Je ne vois pas bien la différence, mais désolé pour la maladresse. Aucune prétention de ma part.

Dans le premier tu fais une affirmation (fautive) : on n'a pas repris le modèle de la relativité générale
Dans le deuxième, non.