Invariance de la vitesse de la lumière

[invitee5ba7a75]

Bonjour !

Une question me tourmente depuis quelques temps et il semblerait que l'endroit le plus adapté pour la poser et espérer une réponse soit ici merci d'avance à ceux qui prendront éventuellement le temps de me lire et de m'aider dans mes réflexions.
Je n'ai pas un niveau extraordinaire en physique et je pense que mon expérience de pensée à été faite par beaucoup d'apprentis physiciens dés lors qu'on leur explique que la vitesse de la lumière est toujours la même dans tous les référentiels et que c'est la simultanéité des événements qui n'est pas la règle.

C'est tout simple : imaginons qu'un astre habité différent du notre possède une vitesse relative par rapport à nous supérieure à 50% de la vitesse de la lumière le long d'une direction de l'espace. Imaginons ensuite que les habitants, technologiquement avancés, de cet astre lancent une navette dans cette même direction à une vitesse également supérieure à 50% de la vitesse de la lumière par rapport à eux. Quelqu'un dans un référentiel lié au notre situé un peu plus loin sur cette ligne ne "constaterait" t'il pas un déplacement plus rapide que c ? Ou plutôt, ne se passerait-il pas ce déplacement sans simplement qu'aucune information le concernant ne puisse être détectée par cet observateur ? Ne remettant donc pas toute sa physique en question...

Sur le même propos, j'ai déjà entendu dire qu'attacher un référentiel à Einstein chevauchant mentalement son rayon de lumière n'était pas possible. Pourquoi ?
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[obi76]

Bonsoir,

question( s ) déjà souvent posées :
https://forums.futura-sciences.com/p...ml#post3659242 (point 2)
ainsi que https://forums.futura-sciences.com/p...tml#post266880

[invitee5ba7a75]

Merci ! Et navré pour la redondance résultat... J'aurais dû passer par la FAQ. Je ne pensais pas que c'étaient des questions fréquentes à ce point là... encore désolé.

J'espère ne pas abuser en revenant sur un point, mais j'ai du mal à admettre la réflexion finale dans le premier lien :

Finalement, mentionnons que même si un vaisseau disposait d'assez d'énergie pour presque atteindre la vitesse c par rapport à la terre, alors le vaisseau aurait tout de même une vitesse c par rapport à la lumière, tout comme la terre a une vitesse c par rapport à la lumière...

...car j'ai l'impression que ça contredit les expériences de non-simultanéités telles que je les ai comprises (la lumière dans un train). Si on est dans un vaisseau très rapide, de vitesse très proche de c par rapport à la terre, la lumière émise par la terre semblera dans le référentiel propre du vaisseau émise par une planète s'éloignant à cette vitesse, et mettra, même en allant à la vitesse c, du temps à nous rattraper et à nous dépasser. Donnant au moins l'illusion de photons lents. Non ?

[invitee5ba7a75]

Autre question que je me permet d'ajouter ici pour ne pas ouvrir un autre sujet rien que pour moi, même si c'est pas sur le même objet : la nature d'une onde électromagnétique.
Si je comprends bien, il s'agit finalement toujours de l'émission de photons communiquant à l'espace les entourant la nouvelle du déplacement d'un électron ayant entraîné cette émission ? ...Et donc un changement effectif du champ electro-magnétique.
Dans le mesure ou je suis pas complètement à côté de la plaque, que va être la polarisation de cette onde ? Je n'arrive pas à comprendre les définitions de la polarisation que je lis, et je reste avec l'idée qu'il s'agit de l'expression d'un dipôle en mouvement. Mais un photon n'est pas un dipôle... ? Ou on fait systématiquement référence à son spin quantique ? (pas négligeable sur les champs ?). Ou bien on fait donc principalement référence à ce déplacement d'électron initial qui "polarise" (comment ? (si cette question à un sens)) le photon ?
En vrai je patauge. C'est des concepts que je maîtrise absolument pas, mais j'aimerais comprendre malgré tout avec une approximation pas trop mauvaise la réalité de tout ça. Donc si une âme charitable se sentait capable de me vulgariser ce qui se passe quand un onde est émise, et ce qu'elle "transporte" véritablement comme info (et comment), je lui serai très reconnaissant !

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitee5ba7a75]

Ou bien l'onde correspond à la propagation des photons virtuels manifestant les attractions / répulsions entre électrons ? Et la polarisation est un constat, fruit de ces interactions ? Et les photons "véritables" émis par les changements d'états sont anecdotiques / pas spécialement importants ?

Désolé pour la succession de messages, je trouve pas la fonction d'édition... EDIT : bah si pourtant...

[Deedee81]

Salut,

...car j'ai l'impression que ça contredit les expériences de non-simultanéités telles que je les ai comprises (la lumière dans un train). Si on est dans un vaisseau très rapide, de vitesse très proche de c par rapport à la terre, la lumière émise par la terre semblera dans le référentiel propre du vaisseau émise par une planète s'éloignant à cette vitesse, et mettra, même en allant à la vitesse c, du temps à nous rattraper et à nous dépasser. Donnant au moins l'illusion de photons lents. Non ?

C'est loin d'être simple. Non seulement la vitesse c est invariante (identique dans tout référentiel) mais le temps et les longueurs aussi sont affectés (il y a même une désinchro des horloges)
En particulier si le vaisseau va à c ou disons plutôt presque à c, à c - epsilon, alors la distance (mesurée dans son référentiel) entre le vaisseau et la Terre sera très contracté. La lumière émise de la Terre va donc très vite le rattraper (une distance rikiki divisée par c). Vu de la Terre ça va prendre du temps (le vaisseau et la lumière allant presque à la même vitesse). Mais comme il y a dilatation du temps les deux ne sont pas incompatibles.

Un conseil pour ce genre de sujet souvent très délicat (car très différent de ce qu'on a l'habitude de vivre au quotidien), si tu rencontres des difficultés, des paradoxes apparents, revient aux fondamentaux.
1) Ne pas utiliser les contractions des longueurs et la dilatation du temps, il y a des conditions de validité et leur caractère réciproque rend leur usage TRES délicat
2) Utiliser les transformations de Lorentz. https://fr.wikipedia.org/wiki/Transf...ons_de_Lorentz
Elles ne sont pas très compliquées, c'est facile.
3) Se rapeller que chacun dans son référentiel (le vaisseau, la Terre) va repérer les événements (instant et position) dans son propre système de coordonnées (disons x,y,z,t pour l'un, x',y',z',t' pour l'autre). Chaque événement a ainsi deux jeux de coordonnées et les transformations de Lorentz disent comment passer de l'un à l'autre.
4) Bien décrire les systèmes de coordonnées (où est le 0 des positions, a quel moment règle-t-on t à 0, et t'.
On choisit généralement la façon la plus simple comme dans cet exemple archi classique : https://fr.wikipedia.org/wiki/Relati...ons_de_Lorentz
5) Bien décrire tous les événements et leurs coordonnées
6) Ecrire les relations entre coordonnées en fonction des conditions du problème (exemple, un objet en x en t=0 et se déplaçant à la vitesse V, dans un référentiel donné, sera à X+Vt au temps t != 0)
7) utiliser les TL
8) analyser les résultats

Avec un peu d'habitude ça va vite et c'est facile.
Et indispensable dans certains problèmes comme celui du train et du tunnel.

Autre question que je me permet d'ajouter ici pour ne pas ouvrir un autre sujet rien que pour moi, même si c'est pas sur le même objet : la nature d'une onde électromagnétique.
Si je comprends bien, il s'agit finalement toujours de l'émission de photons communiquant à l'espace les entourant la nouvelle du déplacement d'un électron ayant entraîné cette émission ? ...Et donc un changement effectif du champ electro-magnétique.
Dans le mesure ou je suis pas complètement à côté de la plaque, que va être la polarisation de cette onde ? Je n'arrive pas à comprendre les définitions de la polarisation que je lis, et je reste avec l'idée qu'il s'agit de l'expression d'un dipôle en mouvement. Mais un photon n'est pas un dipôle... ? Ou on fait systématiquement référence à son spin quantique ? (pas négligeable sur les champs ?). Ou bien on fait donc principalement référence à ce déplacement d'électron initial qui "polarise" (comment ? (si cette question à un sens)) le photon ?

Holàlà, il vaudrait déjà mieux ne pas mélanger les concepts classiques (onde électromagnétique) et quantique (le photon), ces derniers étant beaucoup plus complexes, beaucoup moins intuitif.

Restons à un niveau classique.

Une onde électromagnétique est un champ électrique et un champ magnétique variant de concert dans le temps et l'espace. On appelle polarisation la direction du champ électrique. Et non bien entendu ce n'est pas un dipôle : c'est juste ça, un champ électrique et un champ magnétique.

Lorsqu'une charge électrique est accélérée, elle émet un flot de rayonnement électromagnétique (rayonnement de freinage).

Un ch'tit coup de quantique maintenant.
Le champ électromagnétique est quantifié. C'est-à-dire que son énergie ne peut varier que par quantités finies (liées à la fréquence).
Ainsi un photon est une onde électromagnétique (*) d'énergie h.nu (h = constante de Planck, nu fréquence), une onde monochromatique, mais pour être plus réaliste (les ondes monochromatiques sont éternelles ) ) on peut avoir des états du photon correspondant à un paquet d'ondes de fréquence "presque nu" (c'est de "presque" que vient le principe d'incertitude de Heisenberg !)

(*) Mais pas une onde classique !!!! Par exemple la fonction d'onde de deux particules n'est pas juste la somme de deux ondes. C'est une grandeur qui dépend de sept paramètres (3 positions * 2 + le temps). Il n'y a pas d'équivalent classique et c'est de là que dérivent des trucs comme l'intrication. On entre là de pleins pieds dans les étrangetés quantiques. TRES contre-intuitives. Et qui font même encore maintenant couler beaucoup d'encre tant c'est difficile à "visualiser" et interpréter.

Les particules virtuelles c'est juste des particules qui apparaissent et disparaissent au cours d'un processus (ils ne sont pas là avant et plus là après). Enfin à quelques "détails" techniques (sommes de toutes les contributions, états hors de la couche de masse et même les problèmes de jauge et de renormalisation, là on plonge non pas dans les étrangetés mais les horreurs La physique quantique c'est vaste et difficile). Un champ électrostatique (donc pas une onde) est typiquement un échange de photons virtuels.

P.S. Voilà, j'ai fait ultra court. Ca mériterait une bonne dizaine de page pour être un peu plus complet/précis. Et encore !
P.S.2 l'EDIT ne marche que 5 minutes. Pour éviter de risquer de modifier des messages après que d'autres les aient lu et y répondent.

[Antonium]

Bonjour,

il ne faut pas confondre les ondes électromagnétiques, qui font partie de la théorie classique de la lumière, et les photons qui sont quantiques. On entend souvent dire que les photons sont des "petits grains de lumière", mais c'est pas vraiment ça.

Si on est dans un vaisseau très rapide, de vitesse très proche de c par rapport à la terre, la lumière émise par la terre semblera dans le référentiel propre du vaisseau émise par une planète s'éloignant à cette vitesse, et mettra, même en allant à la vitesse c, du temps à nous rattraper et à nous dépasser. Donnant au moins l'illusion de photons lents. Non ?

Non, la lumière mettra le même temps à vous parvenir, mais en revanche sa fréquence vous semblera plus faible que celle que percevrait un observateur au repos (si vous vous éloignez), c'est ce qu'on appelle le redshift.

que va être la polarisation de cette onde ?

On décrit l'espace comme rempli des champs électriques et magnétiques. Si on perturbe ces champs, par exemple en accélérant une charge, alors il y aura une perturbation qui va se propager, ce que l'on appelle un champ. Les composantes électriques et magnétiques vont osciller et la polarisation est ce qui va caractériser la géométrie de ces oscillations.
Je pense qu'un exemple visuel clarifiera les choses, j'ai trouvé cette petite animation :
https://www.edumedia-sciences.com/fr...8-polarisation

ce qui se passe quand un onde est émise, et ce qu'elle "transporte" véritablement comme info (et comment)

Les équations de Maxwell nous apprennent que qu'une onde électromagnétique est émise à chaque fois qu'une charge est accélérée. La où l'onde passe, c'est là où les champs électromagnétiques changent de valeur par rapport à la valeur qu'ils avaient avant qu'on accélère la charge. Cette perturbation se déplace à la vitesse, devinez le, de la lumière. Si on met une charge sur le chemin de l'onde, alors elle sera affectée par cette perturbation. On dit que l'onde transporte de l'énergie (et de la quantité de mouvement et donc du moment cinétique).

Voila pour les explications classiques, qui suffisent largement pour comprendre la lumière à grande échelle ainsi que la relativité. Après évidemment on veut une théorie quantique de la lumière pour décrire ce qui se passe microscopiquement. Pour cela on part de la théorie classique et on la "quantifie". Suite à cette opération, il apparaît des quantités discrètes qu'on appelle photons. Attention à ne pas les considérer comme des petites billes qui font leur vie, ce sont des objets à la nature compliquée.
Le sujet a déjà été abordé par exemple dans cette discussion :
https://forums.futura-sciences.com/p...agnetique.html

EDIT : croisement avec Deedee

[Deedee81]

c'est ce qu'on appelle le redshift.

Ou dans ce cas ci, plus prosaïquement, l'effet Doppler. Ca devrait être bien connu car après tout c'est avec çà que fonctionnent les radars et lidars de la police de la route

Trois remarques pour xorhant :
1) Les explications d'antonium sont plutôt complémentaires des miennes sur certains points (pas contradictoire, comme je l'ai dit le sujet est vaste et compliqué)
2) L'animation qu'il a donné est vraiment sympa. Voir aussi https://fr.wikipedia.org/wiki/Polarisation_(optique)
3) Bienvenue sur Futura (je n'avais pas vu que tu étais nouveau désolé)

[invitee5ba7a75]

Voilà, j'ai fait ultra court. Ca mériterait une bonne dizaine de page pour être un peu plus complet/précis. Et encore !

Ultra court !! Par rapport à ce qui serait nécessaire sûrement, mais c'est déjà beaucoup en terme de temps consacré à mes petits soucis Merci à tous les deux. J'apprécie.

3) Bienvenue sur Futura

Merci ! Je suis pas sûr de devenir un régulier, vous m'avez un peu découragé xD
Mais j'aimerais quand même me construire quelque chose de vaguement cohérent. Sans forcément m'aventurer à l'échelle quantique effectivement, ça semble présomptueux. Je croyais le photon plus anodin que ça en fait. Que je pouvais me permettre de l'employer un peu au même titre que l'électron dont on parle tout le temps même en classique alors qu'il est tout aussi quantique. Ou le proton.
Une ou deux dernière question là dessus tout de même : les fréquences "proche de nu" du photon, correspondent à la fréquence de l'onde électromagnétique l'englobant malgré tout ? C'est bien la même ? (je ne suis plus sûr de rien)
Alors que d'un autre côté, quand on parle d'aspect ondulatoire du photon, on ne parle plus d'une perturbation visible d'autre chose qu'il provoquerait (des électrons en l’occurrence), c'est qualifié d'onde de part la manière dont elle se dessine spatialement, la manière qu'a le photon de se déplacer, nan ? Je veux dire il imprime ce cheminement ondulatoire plutôt qu'une ligne droite, c'est ça ? C'est une amplitude de déplacement spatial... ? Si oui, le parallèle avec une onde de type électromagnétique est pas simple... (si non, désolé ^^)

(*) Mais pas une onde classique !!!! Par exemple la fonction d'onde de deux particules n'est pas juste la somme de deux ondes. C'est une grandeur qui dépend de sept paramètres (3 positions * 2 + le temps). Il n'y a pas d'équivalent classique et c'est de là que dérivent des trucs comme l'intrication. On entre là de pleins pieds dans les étrangetés quantiques. TRES contre-intuitives. Et qui font même encore maintenant couler beaucoup d'encre tant c'est difficile à "visualiser" et interpréter.

Je suppose que c'est ma réponse mais je n'ai pas compris grand chose.. =/ si c'est trop difficile conceptuellement, laissez tomber, c'est pas grave.

Et derniers points que je veux confirmer résultat, du point de vue classique uniquement : l'incandescence est une émission par rayonnement de freinage également ? Et la lumière que l'on capte au niveau de nos yeux, onde électromagnétique donc, est interprétée de par le fait qu'elle déplace des charges électrique à une certaine période ? La perception de couleur est uniquement due au constat d'un déplacement de charges périodiquement au voisinage de l’œil ? (Et pas à la longueur d'onde du déplacement d'un photon qu'on capte donc ? )

Et par rapport à ce qu'a dit Antonium :

Si on perturbe ces champs, par exemple en accélérant une charge, alors il y aura une perturbation qui va se propager

Il y a d'autres exemples simples provoquant ce phénomène ?

[Deedee81]

Une ou deux dernière question là dessus tout de même : les fréquences "proche de nu" du photon, correspondent à la fréquence de l'onde électromagnétique l'englobant malgré tout ? C'est bien la même ? (je ne suis plus sûr de rien)

Oui, mais attention, "englobant" est sans doute un peu trompeur. Le photon est une onde électromagnétique (aux bémols près que j'ai indiqué) et une onde électromagnétique est le photon (ou des photons). C'est le même objet physique mais :
- décrit par la physique classique (les ondes, la théorie de Maxwell de l'électromagnétisme)
- ou décrit par la physique quantique (électrodynamique quantique relativiste, dur dur de chez dur dur, dans ma série youtube sur la physique des particules, non vulgarisées, j'en suis toujours à l'électrodynamique, au positronium en fait, et j'ai déjà 382 vidéos !!!!!!)

Il ne faut surtout pas voir le photon comme un petit corpuscule ou une petit bille. Le photon est la manifestation de la quantification du champ électromagnétique.

Note qu'une onde aussi va en ligne droite. Et tu as l'approximation géométrique https://fr.wikipedia.org/wiki/Optiqu...om%C3%A9trique
Où l'onde se comporte un peu comme un corpuscule (rayon lumineux) et d'autant plus valable que les longueurs d'onde sont courtes
(donc la fréquence élevée, donc l'énergie des photons puisque E = h*nu).
Dans l'effet Compton (diffusion de la lumière par un électron), typiquement dans le domaine des rayons gammas (longueurs d'onde TRES courtes), la cinématique du processus est typique d'une collision type "boules de billard" (alors qu'à grande longueur d'onde, la diffusion Rayleigh est vraiment typiquement ondulatoire).

Pas sûr d'avoir tout compris dans la question avec la perturbation visible et tout ça. Désolé.

l'incandescence est une émission par rayonnement de freinage également ?

En partie mais aussi dû a des excitations / désexcitations des électrons dans les atomes (l'incandescence c'est à une température suffisamment haute pour ça).

Et la lumière que l'on capte au niveau de nos yeux, onde électromagnétique donc, est interprétée de par le fait qu'elle déplace des charges électrique à une certaine période ? La perception de couleur est uniquement due au constat d'un déplacement de charges périodiquement au voisinage de l’œil ? (Et pas à la longueur d'onde du déplacement d'un photon qu'on capte donc ? )

Dans l'oeil il y a la rodhopsine (c'est le même principe pour la bactériorodhopsine, la chrlorophyle,...). C'est une grosse molécule organique avec des électrons faiblement liés qui peuvent s'exciter facilement avec de la lumière dans les fréquences du visible (éventuellement centrées sur certaines bandes de couleur, on a quatre capteurs dans l'oeil les cones rouge, bleu, vert et les battonnets beaucoup plus sensibles mais en noir et blanc). En absorbant un photon, l'électron est excité et provoque un changement de conformation de la molécule qui par une suite de réactions biochimiques va entrainer la libération d'un signal ironique dans le nerf optique et vogue la galère.

Il y a d'autres exemples simples provoquant ce phénomène ?

Je ne suis pas sûr de comprendre la question : "d'autres exemple que l'accélération d'une charge" ? Oui mais pas énormément amha : le spin (un peu comme une toupie d'une particule), sa modification peut être liée à l'absorption/émission de photons (typiquement dans le domaine des ondes radios).

[coussin]

Je ne comprends pas pourquoi on tombe toujours dans ces explications alambiquées dès qu'il s'agit d'expliquer le photon...
C'est finalement extrêmement simple : la lumière est une onde dont l'amplitude est quantifiée. C'est comme ces variateurs qui remplacent les interrupteurs, vous pouvez faire varier la luminosité mais seulement par paliers et non de manière continue.
Ces paliers de luminosité, c'est ça un photon. Point. Ça me semble simple à comprendre, non ?

Sachant cela, imaginer qu'un photon est une petite bille m'échappe complètement..

[Deedee81]

Merci coussin. L'art de faire simple n'est pas toujours évident.

Sachant cela, imaginer qu'un photon est une petite bille m'échappe complètement..

Image populaire.

[invitee5ba7a75]

Je ne suis pas sûr de comprendre la question : "d'autres exemple que l'accélération d'une charge" ?

Oui. Merci.

Bien. Je vais essayer de faire avec ça. Merci coussin, oui.

Dernière tentative de formulation de la question un peu floue, même si vos réponses m'ont fait comprendre que ma vision était fausse de toute façon : en fin de compte, l'amplitude du signal du photon, c'est quoi ?

[coussin]

Comme je l'ai expliqué, un photon unique (pour une certaine fréquence) est un quantum d'amplitude.
Le champ électrique de ce photon a pour maximum (amplitude) . Cette valeur est telle que, bien sûr, l'énergie contenue dans un volume V (l'énergie est proportionnelle au carré du champ électrique) est .

*À dessein, je ne parle pas ici d'états de Fock, d'états cohérents, etc qui sortent du domaine de la vulgarisation.

[invitee5ba7a75]

Ok... je crois que le problème c'est que je n'arrive pas à voire les ondes lumineuses comme des ondes électromagnétiques. Je sais très bien que c'en est, depuis toujours, mais c'est dans ma tête deux phénomènes différents que je n'arrive vraiment pas à concilier. Je visualise sûrement trop la libération de photons, ponctuelle, unidirectionnelle, comme source de lumière que je n'arrive pas à identifier à la génération de quelque chose d'omnidirectionnel engendrant partout des échanges quantiques sous forme de photons justement. Émis eux je ne sais comment.
Je devrais abandonner l'idée de comprendre les mécanismes de libération de photons car de nature quantiques, et me contenter de dire : "des charges bougent dans le soleil, la lumière est émise dans tous les sens propageant une variation de champs" ?

J'ai trop de lacunes je crois. J'aurais trop de question bêtes à poser pour assainir mes fondements, et je considère avoir suffisamment usé de votre patience ^^
Je vais continuer à réfléchir sur ce que vous avez écrit, et reprendre mes vieux bouquins et les cours de Feynman qui doivent traîner quelque part, voir si j'arrive à éclaircir tout ça dans mon coin. Ne serait-ce que pour mûrir au moins mes éventuelles futures questions.
Merci encore

[Sethy]

Je crois que tu dois vraiment scinder deux choses.

La première, ce sont les photons comme constituant de la lumière.

La seconde, ce sont les photons comme "bosons" médiateurs de l'interaction électromagnétique.

Chaque fois que tu lis quelque chose au sujet des photons, tu dois bien déterminer si on parle du premier cas ou du second. En te lisant, j'ai l'impression que tu sautes constamment de l'un à l'autre.

N'étant pas moi même spécialiste, je peux me tromper, mais l'ensemble des réponse qui t'ont été donnée concernent les photons comme "constituant de la lumière".

[Deedee81]

Salut,

Le sujet étant vaste, trèèèès vaste, on ne peut donner que des explications partielles, très partielles. Et comme en plus on a chacun sa manière de vulgariser.... ça peut singulièrement embrouiller les choses.

Le mieux à faire c'est de se dire "bon, j'ai voulu m'attaquer à l'Everest en trottinette, je vais d'abord m'attaquer à la bute Monmartre"
Bref, prendre les choses posément, étape par étape et ne s'attaquer à une étape qu'après une bonne compréhension des étapes précédente
(la physique décrivant UN monde, le nôtre, toutes ces étapes sont forcément liées/emboitées. C'est une grande et belle construction mais complexe comme l'est le monde qui nous entoure).

Donc ici mécanique et cinématique, puis relativité restreinte cinématique et dynamique (mais sans l'EM), puis l'EM, puis la mécanique quantique orthodoxe (donc sans photon !), puis la mécanique quantique relativiste puis la théorie quantique des champs et en particulier l'électrodynamique quantique (les photons sont là).

Cette approche progressive évite de mal comprendre (y a rien de pire que de mal assimiler puis devoir détricoter les mauvaises compréhensions, le bouton "reset" marche très mal dans le cerveau ). Et c'est vrai autant de la vulgarisation que d'une étude plus techniques.
Sauf si on se contente d'une vulgarisation purement "documentaire", grand public. Pour moi c'est se contenter de regarder les couvertures des livres dans une bibliothèque, mais il en faut pour tous les goûts (et certains documentaires sont fort sympas).

Bref, la connaissance c'est comme une maison : si on pose le toit avant les murs, ça fait mal à celui qui est en dessous
(ce qui m'en rappelle une bien bonne, une parabole sur le comportement de certains cranks qui raisonnent vraiment comme ça, et oui !!!!
A lire, c'est savoureux, et pas très long. En anglais : http://users.telenet.be/vdmoortel/di.../JustFine.html )

[invitee5ba7a75]

Arf... c'est vexant parce que j'avais vraiment pas l'impression de viser bien haut. Tant pis.

La première, ce sont les photons comme constituant de la lumière.

La seconde, ce sont les photons comme "bosons" médiateurs de l'interaction électromagnétique.

Ah? Mon explication plus haut n'était donc pas trop mauvaise ?

Ou bien l'onde correspond à la propagation des photons virtuels manifestant les attractions / répulsions entre électrons ?

Je prétends pas là qu'ils aient une existence en dehors de l'interaction. "Propagation des photons" est donc peut être mal choisi.
J'ai interprété la réponse de Deedee comme un non catégorique ("champ électrostatique et pas onde").
Ça clarifierait beaucoup de choses déjà, oui

[Deedee81]

Plus on est passionné et plus on vise haut. Faut donc pas être vexé

Une onde électromagnétique (comme un rayon lumineux) est en fait un flux de photons dit "réels".
Et ça se propage.

Mais c'est vrai aussi dans un champ électrostatique, les échanges sont fait de photons virtuels (car ils ne sont là ni avant ni après, ils sont créés et absorbés).
Mais par contre les échanges se font dans les deux sens.
Technique avec les diagrammes de Feynman : https://fr.wikipedia.org/wiki/Diagramme_de_Feynman
ils sont modélisés comme juste un simple photon avec une impulsion p (propagation)
et on fait l'intégrale (en fait c'est équivalent à une superposition quantique de toutes les possibilités, une intégrale c'est "comme une somme") avec l'impulsion p variant de moins l'infini à plus l'infini.

La principale différence avec les photons réels (outre qu'ils n'existent qu'un bref instant) est qu'ils sont "hors de la couche de masse" (on doit avoir en notation quadrivectorielle p²=m², où m est la masse, donc p²=0 pour le photon mais là pas nécessairement. En plus on doit ajouter des masses fictives pour des raisons purement techniques mais bon ça c'est "juste" du calcul).

Cette différence est due au principe d'incertitude. Vu le temps bref de leur existence leur énergie est imprécise et on "sort" de la couche de masse.

Mais en réalité : particule virtuelle et particule réelle..... même combat.
- D'une part une particule réelle est sensée (techniquement) avoir une durée de vie infinie. Ce qui est évidemment faux. Simplement dans les expériences (la plupart) la durée d'existence et aussi l'observation des résultats (toujours bien définis pour des raisons propres à la MQ, valeurs propres, décohérence, tout ça) font que le principe d'incertitude peut être négligé ou ignoré. Mais en réalité les particules réelles obéissent au même principes quantiques que les virtuelles.
- Considérons l'expérience suivante. Un atome dans un filament de lampe émet un photon qui s'éloigne et est absorbé par un atome dans une plaque photo.
Si tu considères l'appareil photo comme un simple appareil de mesure, et le filament avec son émission comme l'expérience, ce photon est dit réel.
Si tu considères l'ensemble comme l'expérience, un échange d'un photon entre deux atomes, alors ce photon est dit virtuel.
Donc réel ou virtuel est...... une question de point de vue !!!! (avec le petit bémol sans importance ici des états définis qui rend le cas "réel" plus simple car on ne doit considérer qu'un seul résultat et pas faire des intégrales/sommes).

Certains d'ailleurs disent de faire attention de ne pas donner un sens trop physique aux diagrammes de Feynman, c'est du calcul. C'est vrai.... mais je dirais que c'est tout de même un calcul qui est image des processus physiques..... à condition de considérer comme physique la somme totale de tous les diagrammes concernés (particules "habillées" inclues et en fermant les yeux sur ces saletés de divergences asymptotiques, parfois en physique faut mettre un foulard sur les yeux en attendant que la théorie progresse )

EDIT la seule chose que je considère vraiment non physique et inutile d'approfondir ça ici, c'est les diagrammes vide-vide. J'ai bien dit inutile d'approfondir car si on se lance des les fluctuations du vide on n'a pas encore fini !!!!! Mais je préférais le préciser.

[Deedee81]

Précision pour éviter tout malentendu :

considérer comme physique la somme totale de tous les diagrammes

comme "une bonne description physique" évidemment. Ne confondons pas la carte et le territoire

[invitee5ba7a75]

Merci pour les explications