Photon

[piwa]

Bonjour, pour poser la question des caractéristiques du photon de manière différente:
de quelle manière un photon porte-t-il l'information concernant le signe de la charge qui l'a émis pour pouvoir en informer la charge qui va l'intercepter à fin que celle-ci sache si elle est attirée (si le signe est inverse du sien) ou au contraire repoussée (si le signe est identique au sien).
Ou dit autrement:
comment une charge recevant un photon fait-elle pour savoir si elle est attirée ou repoussée par la charge qui a émis le photon?
Cordialement
-----

[obi76]

Bonjour,

les photons ne sont pas chargés. Donc on ne peut pas les attirer ou les repousser (à part gravitationnellement, mais là c'est une autre histoire). Quant à l'information, ils en portent, mais pas celle-là.

[jiherve]

Bonsoir,
Le photon ne porte pas cette information!
JR

[coussin]

Je suppose que c'est relatif à l'interaction de Coulomb médiée par échange de photons virtuels...
Bonne chance pour répondre

[A voir en vidéo sur Futura]

[penthode]

15 ans de déterrage. ...

[Deedee81]

Salut,

15 ans de déterrage. ...

Le lendemain le photon était encore vivant (Robert Lamoureux, à propos d'un photon qui faisait coincoin).

Pour cette raison je déplace le tout dans une nouvelle discussion, le message de piwa pouvant être considéré indépendamment de ce qui précédait.

Merci,

[Deedee81]

Salut,

de quelle manière un photon porte-t-il l'information concernant le signe de la charge qui l'a émis pour pouvoir en informer la charge qui va l'intercepter à fin que celle-ci sache si elle est attirée (si le signe est inverse du sien) ou au contraire repoussée (si le signe est identique au sien).
Ou dit autrement:
comment une charge recevant un photon fait-elle pour savoir si elle est attirée ou repoussée par la charge qui a émis le photon?

C'est loin d'être simple comme question.

Il y a deux cas à considérer.

1) Le photon est réel (v.s. virtuel). C'est juste un photon émit suite à un changement d'état ou une diffusion....

Dans ce cas jiherve a raison, le photon ne porte pas une telle information. C'est juste une onde électromagnétique tout ce qui a de plus banale (enfin, presque, vu qu'il n'y a qu'un seul photon ici ). Et l'électron qui l'intercepterait ne serait ni repoussé ni attiré, juste (légèrement) diffusé. La lumière émise par une ampoule ne porte pas d'information sur le signe des charges du courant électrique.

2) Le photon est virtuel, par exemple pour une interaction coulombienne.

Et là c'est coussin qui a mit le doigt dessus en disant "bonne chance". C'est arggggh pas facile. La raison en est qu'on est en plein dans la mécanique quantique.

Le photon échangé ne peut pas être vu comme "se propageant" d'une charge à l'autre pour deux raisons :
- Le photon étant virtuel (car échangé => non mesuré, sinon serait plus là le pauvre) on ne peut pas dire s'il va dans un sens ou l'autre
- L'état quantique oblige, il y a en fait une superposition quantique de tous les états possibles d'échange de photons virtuels dans un sens ou l'autre.
(bon, il y a quatorze ans (*) tu as dis que tu lisais PLS et en autant de temps tu dois avoir fait des progrès, donc des trucs comme ça :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Princi...tion_quantique
https://fr.wikipedia.org/wiki/Diagramme_de_Feynman
https://fr.wikipedia.org/wiki/Particule_virtuelle
tu dois connaitre, sinon hé bien.... il y a du travail à faire, beaucoup de travail)

Et donc dans ce cas là non plus il n'y a pas d'information "envoyée". Tout au plus peut-on dire que ces échanges ont une structure en termes d'amplitudes de chaque état
https://fr.wikipedia.org/wiki/Amplit...obabilit%C3%A9
telle que l'énergie varie avec la distance et que le signe de la variation dépend du signe des charges (à travers le terme de couplage de la charge et du champ électromagnétique et les développements qui s'en suivent donnant cette "structure", fort complexe d'ailleurs, suffit de voir la tronche des développements perturbatifs et de leurs intégrales).

Ca c'est vraiment le genre de question très simple ayant une réponde très compliquée à cause de l'énorme background nécessaire. (**)

(*) je vois que tu passes sur le forum avec des intervalles de plusieurs années. Dis-donc, j'espère qu'on ne va pas devoir attendre 15 ans pour avoir ta réponse

EDIT
(**) on peut d'ailleurs faire un raisonnement heuristique à grand coup de louches de principe d'incertitude montrant que l'échange de particules virtuelles implique pour des particules sans masse une interaction en 1/r² et pour des particules massives une interaction de décroissance exponentielle avec la distance. Par contre ce raisonnement ne dit rien sur le coefficient de proportionnalité ni même sur son signe. Et je ne connais pas de raisonnement "avec les mains" permettant d'amender ce raisonnement heuristique et permettant de déduire l'effet du signe. Y a des choses comme ça qui sont foncièrement difficiles, faut faire avec.

[ornithology]

une petite remarque qui pourrait aider a la compréhension.
une particule n'a pas un signe de charque (+ ou -) dans l'absolu tel que si on mesure la charge de son antiparticule on trouve le signe opposé. des le départ il faut considérer au minimum des couples pour dire ceux ci ont le meme signe
(s'ils se repoussent) ou le contraire. puis attribuer un signe conventionnel a chacun des deux ensembles.
si un couplen'appartient pas une des deux et c'est une propriété ensembliste, ils vont s'attirer.
il est incorrect de dire on a telle charge qui envoie tel photon contenant l'information vers telle autre charge qui va réagir en fonction de telle information. tour d'abord on a UN état global a 1 photon et a 2 particules chargées gouverné par un hamiltonien ou lagrangien qui gere le tout. pas des hamiltoniens qui se passent le relais.

[Deedee81]

Je ne sais pas si ça va aider (j'ai peur que piwa ne connaisse pas les lagrangiens et hamiltoniens).

Mais c'est vrai qu'on doit considérer les choses globalement. Même pour la description des diagrammes de Feynman, essayer de tirer une conclusion d'un diagramme n'a guère de sens.
N'a de sens physique que la somme de tous les diagrammes (et il y en a une infinité) et même un seul diagramme est une somme infinie (de toutes les amplitudes pour toutes les valeurs possibles des impulsions internes).
On comprend que ce soit assez cauchemardesque à vulgariser

[ornithology]

ce qui est a retenir je pense c'est ce qu'a écrit sobrement jiherve. le photons ne porte pas l'information.
par exemple dans l'expérience d'aspect il y a génération de couples de photons intriqués. si Bob recoit les phontons émis vers lui il peut les envoyer vers des fentes de Young . il n'aura pas d'interférence. en revanche s'il reoit un ensemble de photons non issus d'intrication il aura des interférences. et pourtant les photons ne sont pas pporteurs d'une information je suis imbriqué ou non de meme qu'il ne porte pas l'information je viens dd'une charge négative ce qui permettrait une transmission de donné plus vite que la lumiere.
l'information si elle a un support est dans l'etat global, pas sur un sous systeme.

[Deedee81]

ce qui est a retenir je pense c'est ce qu'a écrit sobrement jiherve. le photons ne porte pas l'information.

Juste mais attention, tout ça n'a pas de relation avec l'intrication. D'ailleurs, le fait de recevoir un photon est en soi une information.
Et non, si le photon était porteur d'une information sur le signe de la charge qui l'a émit, ça ne permettrait absolument pas de transmettre de l'information plus vite que la lumière. C'est totalement absurde ça. D'autant qu'on pourrait envoyer plusieurs sortes de particules (on n'est pas obligé d'utiliser des photons) : et faire le choix selon le signe d'une charge qu'on aurait au niveau de l'émetteur ou même choisir des polarisations en fonction d'un signe de charge. Et cela n'empêche nullement l'intrication et ne permet évidemment pas d'envoyer de signal ultraluminique.

Et donc le lien avec la charge n'est pas immédiat. Pas aussi simple.

Autre exemple : le gluon (sans masse) porte bel et bien une information sur la charge du quark dont il est issu. Mais on n'est pas prêt d'envoyer de signal ultraluminique à grand coups de gluons.

[ornithology]

Je vois un rapport avec l'intrication dans la mesure ou le fait de considerer un sous systeme d'un systeme global ne permet pas en le disséquant d'expliquer ce qui se passe. Un photon ne possede pas une caractéristique propre expliquant attraction ou répulsion. pour l'intrication bob peut chercher des valeurs physiques sur chaque particule recue aucune ne lui dira si la particule est intriquée ou non et participera a des interférences ou non.
d'ailleurs la partie de phrase "ce qui permetrait des transmissions plus rapide que la lumiere"
se rapporte au début de la phrase comme il est d'usage en francais CAD l'absence de l'information intriqué/non intriqué sur la particule. et pas le complément "tout comme ...."

[Deedee81]

Salut,

Je vois un rapport avec l'intrication dans la mesure ou le fait de considerer un sous systeme d'un systeme global ne permet pas en le disséquant d'expliquer ce qui se passe. Un photon ne possede pas une caractéristique propre expliquant attraction ou répulsion. pour l'intrication bob peut chercher des valeurs physiques sur chaque particule recue aucune ne lui dira si la particule est intriquée ou non et participera a des interférences ou non.
d'ailleurs la partie de phrase "ce qui permetrait des transmissions plus rapide que la lumiere"
se rapporte au début de la phrase comme il est d'usage en francais CAD l'absence de l'information intriqué/non intriqué sur la particule. et pas le complément "tout comme ...."

D'accord, je vois, là il y a une analogie (mais lointaine, comme je l'ai dit des particules pourraient très bien emporter l'information de la charge volontairement avec des photons ou spontanément avec des gluons, avoir intrication, et ne violer aucunement la vitesse de la lumière, on ne parle vraiment pas de la même information là).

Mais c'est quand même aller chercher loin. Et c'est risquer de franchement d'embrouiller piwa qui ne me semble pas être un expert de la mécanique quantique. Le fait qu'un photon est sans charge et ne porte pas d'information sur le signe de la charge est assez simple, le cas des particules virtuelles est nettement plus compliqué mais encore abordable, mais l'intrication là c'est franchement la partie la plus contre-intuitive. C'est comme vouloir expliquer un texte écrit en Mandarin en le traduisant en Klingon, kapla ! Pas inintéressant mais inapproprié dans cette discussion de piwa. Tu dois rester à son niveau, c'est sa discussion.

Enfin, bon, s'il revient avant une dizaine d'années (voir son historique)

[ornithology]

Le temps que le message arrive dans sa galaxie et revienne....

[ThM55]

Avant de parler de photons virtuels échangés, il faut d'abord comprendre comment l'attraction et le répulsion entre charges électriques fonctionne en élecrostatique classique (lignes de champ avec leur direction, comme Faraday les comprenait). En fait, l'explication en théorie quantique des champs n'est pas très différente et la notion de photons virtuels n'apparaît que via l'artifice mathématique de l'écriture du propagateur dans l'espace des impulsions par transformation de Fourier. L'information relative à la charge est codée dans le couplage de cette charge au champ, càd un signe + ou -. Cette information est donc bien présente dans le champ. Elle n'est pas présente dans chaque photon virtuel individuel mais bien plutôt dans les relations de phase entre ces photons individuels (en nombre formellement infini, puisqu'on les somme dans une intégrale) et c'est la combinaison de ces relations qui créent un potentiel en 1/r qui est attractif ou répulsif.

[ornithology]

si l'information est dans le couplage charge / champ elle y est dans un produit . pourquoi dire qu'elle est dans le champ ? c'est comme la surface d'un champ elle n'est pas spécialement dans les cotés du champ.

[Deedee81]

si l'information est dans le couplage charge / champ elle y est dans un produit . pourquoi dire qu'elle est dans le champ ? c'est comme la surface d'un champ elle n'est pas spécialement dans les cotés du champ.

Salut,

Excuse moi mais je n'ai vraiment pas compris ta remarque. Je voulais répondre mais avant, avant de dire une grosse bêtise , c'est quoi "les cotés du champ" ????

[ornithology]

C est plus un jeu de mot qu'autre chose
quand on écrit k e1 A e2
le couplage concerne 3 choses . pas A seulement.

[Deedee81]

Je pige pas (même l'éventuel humour, même le jeu de mots, bon ça m'arrive C'est peut-être parce qu'on est dimanche mais ce n'est pas à cause des pastis-coca, j'en ai bu que deux ).

Sinon le coupage c'est quand même un produit de champ (champ de Dirac et potentiel vecteur), d'où ma perplexité.

[ornithology]

J ce n'est pas à cause des pastis-coca,

le coupage c'est quand même un .....

tout a fait d'accord c'est bien un coupage.

sinon pour le couplage , je pensais a la constante de couplage
elle intervient comme je le disais dans un produit de 3 champs.
je répondais a thm55

Avant de parler de photons virtuels échangés, il faut d'abord comprendre comment l'attraction et le répulsion entre charges électriques fonctionne en élecrostatique classique (lignes de champ avec leur direction, comme Faraday les comprenait). En fait, l'explication en théorie quantique des champs n'est pas très différente et la notion de photons virtuels n'apparaît que via l'artifice mathématique de l'écriture du propagateur dans l'espace des impulsions par transformation de Fourier. L'information relative à la charge est codée dans le couplage de cette charge au champ, càd un signe + ou -. Cette information est donc bien présente dans le champ. Elle n'est pas présente dans chaque photon virtuel individuel mais bien plutôt dans les relations de phase entre ces photons individuels (en nombre formellement infini, puisqu'on les somme dans une intégrale) et c'est la combinaison de ces relations qui créent un potentiel en 1/r qui est attractif ou répulsif.

qui me semblait recentrer l'information (le signe + ou moins) non pas sur les champs chargés (les phi de wikipzdia )
mais sur le champ photonique.
ne te fatigue pas a me répondre, j'aimerais plutot un commentaire sur ce post.

[Deedee81]

ne te fatigue pas a me répondre, j'aimerais plutot un commentaire sur ce post.

J'ai mieux compris tes remarques mais pour un éventuel commentaire sur ce post, ce sera pour demain A+

[ornithology]

j'ai trouvé des mélanges surprenants a base de pastis. il y a un site qui dit qu,'un must c'est avec du lait et du nesquick. je n'ai pas les proportions.

[ornithology]

pour preuve
ta mixture est en bonne place avec le commentaire "fallait pas"

[baiegeai]

Bonjour, pour poser la question des caractéristiques du photon de manière différente:
de quelle manière un photon porte-t-il l'information concernant le signe de la charge qui l'a émis pour pouvoir en informer la charge qui va l'intercepter à fin que celle-ci sache si elle est attirée (si le signe est inverse du sien) ou au contraire repoussée (si le signe est identique au sien).
Ou dit autrement:
comment une charge recevant un photon fait-elle pour savoir si elle est attirée ou repoussée par la charge qui a émis le photon?
Cordialement

Je pense que tu melanges simplement 2 notions : photon et electron . Va faire un tour dans wikipedia , il est toujours de bon conseil et didactique
bonne fin de WE

[piwa]

Bonjour à toutes et tous, merci pour vos commentaires.
J'ai l'impression d'avoir mal exprimé ma question car je n'ai pas trouvé de réponse à mon attente.
Permettez moi de la reformuler:
Deux particules chargées s'attirent si elles sont de même signe et se repoussent si non.
1ère question:
cette action est appelée interaction électro-magnétique (associée au champ électro-magnétique)
Est-ce exacte?
Les particules chargées ont un signe de charge précis:
tous les électrons ont une charge négative
tous les protons ont une charge positive.
Aucun neutron n'a de charge.
L'interaction entre deux charges se produit à distance par l'échange de bosons.
2ème question:
j'ai appris que le boson transportant l'interaction électro-magnétique était le photon.
Est-ce exacte?
Troisième question :
Il me semble que c'est nécessairement le boson de l'interaction qui doit porter l'information;
une particule est entièrement déterminé par un petit nombre de caractéristiques (charge, masse, spin...) donc
quelle est la caractéristique qui transporte l'information concernant le sens de l'interaction?
par quoi une particule chargée subissant l'interaction (donc recevant un photon) apprend-t-elle qu'elle est attirée ou repoussée?
Merci d'avance pour vos réponses.

[gts2]

quelle est la caractéristique qui transporte l'information concernant le sens de l'interaction ?
par quoi une particule chargée subissant l'interaction (donc recevant un photon) apprend-t-elle qu'elle est attirée ou repoussée ?

Un début de réponse a été apporté dans le message #15 et le message #9 indique bien le problème pour répondre à la question.

[Deedee81]

SAlut,

cette action est appelée interaction électro-magnétique (associée au champ électro-magnétique)
Est-ce exacte?

Oui.

j'ai appris que le boson transportant l'interaction électro-magnétique était le photon.
Est-ce exacte?

Oui.

Il me semble que c'est nécessairement le boson de l'interaction qui doit porter l'information;
une particule est entièrement déterminé par un petit nombre de caractéristiques (charge, masse, spin...) donc
quelle est la caractéristique qui transporte l'information concernant le sens de l'interaction?
par quoi une particule chargée subissant l'interaction (donc recevant un photon) apprend-t-elle qu'elle est attirée ou repoussée?

La réponse n'est pas simple mais elle a bien été donnée. Voir messages 7, 15

J'ai l'impression d'avoir mal exprimé ma question car je n'ai pas trouvé de réponse à mon attente.

Vu que la réponse a bien été donnée il me semble que tu n'as pas compris la réponse (qui, il est vrai, est assez complexe). Il serait mieux que tu relises tout ça attentivement et qu'éventuellement tu dises ce que tu ne comprends pas.

Rien que les bases sont assez vastes et complexes, tu peux lire cela par exemple : https://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%...que_des_champs
Ca te donnera non seulement une idée de la complexité mais cela te permettra aussi de voir comment marche ce cadre théorique et te permettra peut-être de poser des questions plus ciblées.

[coussin]

J'essaye à mon tour
Quand on calcule l'énergie d'interaction entre 2 charges électriques via la QED, on arrive à une expression ayant la forme du produit des 2 charges électriques fois une quantité compliquée liée à l'échange de bosons virtuels.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Stat...of_interaction

De cette expression, plusieurs conclusions émergent :
- que la force soit attractive ou répulsive dépend du signe de cette expression
- le signe de cette expression est totalement déterminé par le produit des 2 charges électriques, la partie relative à l'échange de bosons virtuels étant toujours positive

D'où, la partie concernant l'échange de bosons virtuels ne donne que la dépendance en 1/r2 de la force, pas son caractère attractif ou répulsif. Celui-ci (le caractère attractif ou répulsif) est donné par le produit des 2 charges électriques. C'est dans ce sens que les photons virtuels échangés ne contiennent pas l'information sur le caractère attractif ou répulsif, ils ne contiennent que l'information sur la variation de la force avec la distance.

Par ailleurs, lisez l'introduction de l'article wikipédia que j'ai cité. Cette interprétation en termes d'échange de photons est flashy et on aime bien la citer dans la vulgarisation parce que ça fait un effet choc! La vérité c'est que ce n'est qu'une approximation (valable seulement en couplage faible car théorie de perturbations) qui est donc inutile dès qu'on veut faire des calculs de structures atomiques par exemple...

[Deedee81]

Joli, déduction courte mais qui reste amha à vulgariser. Si j'ai le temps pendant le miam je vais y réfléchir. Merci pour ce lien.

[ornithology]

On a vu pour deux électrons en interactions. mais pour 3 ou 4?