Bonjour dans le suite suivant:https://www.forbes.fr/lifestyle/ces-...?cn-reloaded=1
On dit que les particules virtuelle ne sont pas vraiment des particule réel mais alors que sont elles exactement vu que l'effet casimir prouve qu'ils existent (j'aimerais aussi avoir le détail mathématique svp)?
Merci d'avance
ici :Envoyé par cc la science
https://arxiv.org/pdf/cond-mat/0602559.pdf
bon courage.
There are more things in heaven and earth, Horatio, Than are dreamt of in your philosophy.
Ok merci et pour la question svp
C'est un raccourci que la vulgarisation aime bien car c'est "flashy" (Wouah, des particules virtuelles!
La réalité est bien plus pragmatique... Ce qui entre dans la dérivation de l'effet Casimir est que la valeur moyenne du champ électrique au carré est non nul dans l'état vide i.e..
Une conséquence est que le champ électrique fluctue car sa variance
Une interprétation possible à cette fluctuation est de dire que des photons apparaissent et disparaissent... Mais c'est complètement arbitraire. On peut se limiter à dire que le champ fluctue sans faire appel à ces particules virtuelles...
Donc si je comprend une fluctuation quantique est comme une fluctuation du champ qui va faire en sorte la variation de sa fonction d'onde ?
Il me semble que les diagrammes de Feynman ont persuadé les gens que les particules virtuelles existent. c'est l'effet Vu a la Télé.
on la vu, ca existe.
Ou sont les particules? On est la! On est la! (deux fentes de Young)
Étant donné que les diagrammes de Feynman ne représentent pas des processus pouvant se passer (certains ne sont pas causals ou ne conservent pas l'énergie...), je ne suis pas sûr
Salut,
On en a souvent parlé sur le forum, je vais synthétiser. Tout d'abord suite au dernier message : les diagrammes sont causals mais dans un sens particulier (l'étude de la causalité est d'ailleurs un sujet très important en théorie quantique des champs et lié à l'analycité des amplitudes). Et l'énergie-impulsion est conservée à chaque "noeud" d'un diagramme. Par contre sur une ligne interne les particules peuvent être "hors de la couche de masse", par exemple un photon peut avoir une masse ou une énergie négative. C'est juste une conséquence de leur existence brève et du principe d'indétermination.
Concernant le message 5, attention, en théorie quantique des champs, pas de fonction d'onde : celle-ci ne concerne qu'une particule (ou un nombre fixé de particules). Une particule est une perturbation/fluctuation du champ. Attention, la différence entre champ et fonction d'onde n'est pas qu'une vue de l'esprit car une fonction d'onde (et plus généralement toute amplitude quantique même en théorie des champs) est un nombre complexe tandis qu'un champ peut être réel (plus précisément, un champ réel comme le champ électromagnétique ou le champ de Klein-Gordon neutre représente les particules sans charge électrique comme le photon, ceux complexes comme le champ de Dirac pour les électrons, les particules avec charge électrique). Les fluctuations étant quantifiées.
Ensuite, il est clair que les diagrammes de Feynman bien que très "visuels" ne sont qu'une représentation graphique d'une méthode de calcul : un développement en série (calcul perturbatif). Et donc on doit bel et bien être prudent sur l'interprétation physique.... mais il ne faut pas non plus pour cette raison nier toute possibilité d'interprétation physique car si ces calculs marchent, ce n'est pas pour rien : ils décrivent ce qui se passe physiquement. Il faut juste aller un peu plus loin pour comprendre.
En premier lieu il faut distinguer deux types de particules virtuelles/fluctuations du vide :
1) il y a les fluctuations vides-vides, les particules naissant et disparaissant dans le vide sans interagir avec le reste
2) l'échange de particules virtuelles entre particules dites réelles (comme l'échange de photons virtuels pour l'interaction coulombienne entre deux électrons).
Pour le 1, je serais très dubitatif. Ces fluctuations sont une "vue de l'esprit", un artefact mathématique. Et il y a plusieurs raisons qui me poussent à dire ça :
- Ces fluctuations vide-vide se traduisent dans les calculs par les diagrammes vide-de, hors ceux-ci se factorisent dans les calculs : ils disparaissent et n'ont aucun effet (pas étonnant vu leur définition)
- L'état du vide est invariant de Lorentz et invariant par translation. Difficile de dire ça si on y trouve des fluctuations !
- Le vide est également l'état d'énergie minimale, ce qui ne serait pas le cas avec des fluctuations
- Enfin, dans beaucoup de cas où on parle de telles fluctuations c'est une "tromperie" (pas volontaire) : ainsi dans l'effet Casimir ce sont les fluctuations entre plans conducteurs, et donc l'échange de particules virtuelles entre les particules chargées de ces plans !!! Et pas des fluctuations vide-vide, de même que les fluctuations du vide dans le rayonement de Hawking sont en réalité des particules virtuelles échangées avec le champ gravitationnel par exemple du trou noir (dans le rayonnement de Unruh c'est avec la source responsable de l'accélération). Et si le calcul Casimir, qui n'exploite que le "vide-vide", ça marche à cause d'une équivalence des diagrammes vide-vide et des autres (et ce calcul est plus facile, faut bien le dire). Logique : prenez un diagramme de Feynman, enlevez les lignes externes, vous avec un vide-vide. Il y a "bijection" entre les diagrammes normaux et ceux vide-vide.
- si on calcule l'énergie du vide est elle infinie et si on utilise quelques astuces raisonnables on obtient une valeur absurde (le résultat le plus débile de tous les temps, si on l'identifie à l'énergie noire il y a une erreur de 152 ordres de grandeurs : un record meilleur qu'à question pour un champion)
Voir aussi : https://arxiv.org/abs/0809.2904 "Quantum discreteness is an illusion" du docteur Zeh.
Venons-en aux particules virtuelles échangées entre particules réelles. Là j'ai un point de vue totalement opposé : ça existe au sens physique et mieux encore il n'y a pour moi guère de différence entre particules réelles et virtuelles. Voyons les arguments :
- Tout d'abord la définition : les particules réelles sont observées tandis que les particules virtuelles ne le sont pas (directement) puisqu'elles sont créées ET détruites durant le processus. Mais cela ne signifie pas qu'elles n'existent pas. Ce qui compte c'est que leurs effets sont détectables (et pas qu'avec Casimir mais tout calcul en théorie quantique des champs, la théorie la mieux validée de tous les temps notamment avec le calcul/mesure du moment magnétique anomal de l'électron à 15 chiffres significatifs https://fr.wikipedia.org/wiki/Moment...A9tique_anomal Un record ! )
- Considérons le processus suivant : une lampe émet un photon qui se propage et est absorbé par une molécule de nitrate d'argent dans une plaque photo. On peut considérer cela de deux manières : J'ai un système physique, la lampe, et la plaque photo qui est mon appareil de mesure et j'utilise les calculs "à la Feynman" pour le processus. Auquel cas, la lampe émet un photon réel que je mesure. Autre manière de voir, plus "extérieur", j'ai un système physique constitué d'une lampe et d'une molécule qui échange un photon et du point de vue calcul.... c'est un photon virtuel ! Mais entendons-nous bien : c'est la même expérience ! Donc virtuel ou réel, même combat !
- Mais quelles sont les différences physiques entre particules réelles et virtuelles ? D'après le calcul avec les diagrammes (ou sans) : les particules réelles sont "éternelles", avec des grandeurs (énergie-impulsion, polarisation,...) bien définies. Les particules virtuelles ayant une vie brève ont des grandeurs imprécises et sont hors de la couche de masse. Oui mais c'est là que l'aspect "calcul" nous induit en erreur, car des particules réelles éternelles c'est une approximation (souvent suffisante d'ailleurs). En réalité elles ont été créées ou ont interagit, et leur état a un certain "flou" quantique tout comme nos particules virtuelles. Les différences entre les deux ne sont que "pratiques".
- Il reste une différence cruciale : on ne peut pas considérer un diagramme seul mais une somme de diagrammes (et même infinie). Et ça on ne peut pas faire l'impasse dessus. Mais ce n'est guère étonnant et une conséquence des processus quantique : ils sont des états superposés de nombreux états quantiques. Tandis que la particule réelle a un état bien déterminé établit par exemple par mesure. Mais là on quitte la théorie quantique des champs, c'est lié au problème de la mesure et à l'interprétation de la mécanique quantique et même si j'ai là aussi des explications c'est un bourbier à la limite de la philosophie dans lequel j'éviterai ici de plonger
Dernière modification par Deedee81 ; 10/01/2021 à 14h10.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Susskind a écrit des choses intéressantes sur les processus courts danr la guerre des trous noirs. un phénomene est considéré comme réel s'il est observable. mais une observation a lieu dans des conditions physiques pas dans l'absolu. ainsi Alice en chute libre vers un trou noir ne pourra observer un processus trop rapide pour ses capteurs mais Bob immobile loin du TN le pourra.
Ou sont les particules? On est la! On est la! (deux fentes de Young)
Salut,
Je suis d'accord avec ça. C'est d'ailleurs un grand classique : les physiciens n'aiment pas les "trucs invisibles qui n'ont aucune influence".
Mais il faut aussi bien comprendre ce qu'on entend par observable. Aucun processus de mesure n'est direct. Ainsi, lorsqu'on observe une pomme ce que l'on "mesure" (avec ses yeux) c'est en fait des photons réfléchis par la pomme. Et la plupart des processus de mesure ont une chaîne de mesure assez complexe.
Tout l'art de la physique, qui s'est progressivement perfectionné, est de donner une description des choses observables à partir de l'interprétation de ces mesures toujours indirectes. Et cela ne peut pas se faire d'ailleurs sans un contexte théorique, ne fut-ce que pour tenir compte des lois physiques auxquelles obéissent l'appareil de mesure et toute la chaîne de mesure. D'où le perfectionnement historique : les connaissances physiques améliorent les instrument de mesure et les connaissances physiques se font "couche par couche".
Il en est de même des particules virtuelles (celles du second type, pas les "vide-vide") : on observe bien leurs effets. Et comme dit plus haut, pas qu'à travers ce qu'on nomme habituellement les effets des fluctuations du vide (Casimir, effet Lamb, forces de van der Waals) mais tout processus se décrivant par des particules virtuelles telle que magnifiquement décrit par toute la théorie quantique des champs et d'ailleurs dans une chaîne de mesure/une chaîne d'interactions passant d'un électron qu'on mesure (par exemple) à travers l'échange de photons, électrons d'un photomultiplicateur etc...., ces particules intermédiaires sont virtuelles (même si on les traite souvent à un niveau classique ou semi-classique car c'est suffisant). Avec les autres arguments donnés plus haut il serait bizarre de nier leur existence (même s'il faut éviter des interprétations trop naïves, voir ce que je disais sur les états superposés).
Dernière modification par Deedee81 ; 12/01/2021 à 06h42.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Il faut voir aussi que la distinction entre lignes internes virtuelles et lignes externes de particules sur leur couche de masse est possiblement mesurable. mais pas avec une précision infinie. ce n'est pas un up down comme pour un spin. C est du du fapp (voir si c'ert dans la liste des sigles de FS)
Ou sont les particules? On est la! On est la! (deux fentes de Young)
C'est ce que j'expliquais dans le message 8 (externe = "réel", interne = "virtuel" et le fait que le caractère bien défini des particules réelles est une approximation).
FAPP est parfois utilisé
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Je l'ai rajouté, merci
\o\ \o\ Dunning-Kruger encore vainqueur ! /o/ /o/
