densité d'énergie, énergie du vide et de la matière en mécanique quantique (bis)

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bonjour

n'ayant pas eu l’occasion de participer au fil que j'avais ouvert ici, j'ai eu la permission de deedee de relancer mes questions en tentant de mieux les "cadrer"

question 1. : la densité d'énergie est elle le bon "outil" pour comparer 2 grandeurs d'énergie en physique svp ?

question 1 bis. : avant de reprendre la 2ème question il est nécessaire d’éclaircir un point...

la densité d'énergie du vide quantique dans la théorie quantique des champs serait possiblement :

source wikipédia

source de l_Pl^-2 comme étant l'énergie du vide dans la théorie quantique des champs, F_Pl ne servant qu'à donner la dimension d'une densité d'énergie

valeur ... obtenue grâce à la théorie quantique des champs selon laquelle, à toute petite échelle, en tout point de l’espace et à tout moment, des couples de particules se créent et s’annihiler quasi-instantanément. L’énergie de cette «fluctuation du vide» – un phénomène bien réel – est interprétée comme une contribution à la constante cosmologique. Mais lorsqu’on calcule sa valeur, on obtient un chiffre énorme (3,83 × 10+69 m−2),=l_Pl^-2

or deedee , fin connaisseur de la mécanique quantique me dit ici :

La densité d'énergie du vide en théorie quantique des champs est infinie (avant régularisation) ou nulle. Pas la densité de Planck...
Dire que c'est la densité de Planck c'est une spéculation sans base physique, juste un jeu avec des constantes sans aucune valeur autre que faire joli. Ce n'est pas calculé (à partir de la théorie), ni mesuré (expérimentalement), ni même justifié.

du coup je m'y perd. d'un coté une énorme valeur finie égale à la densité d'énergie de Planck , de l'autre une valeur infinie ou nulle.

comment s'y retrouver s'il vous plait ?


merci d'avance
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[stefjm]

Hello, désolé pour l'ancien fil, je t'envoie en MP les références qui vont bien.

Concernant l'uniGE, il y a du ridicule dans l'air.

L’écart entre la prédiction théorique de ce paramètre et sa mesure basée sur des observations astronomiques est de l’ordre de 10121.

Ok, c'est une typo, mais sur un site universitaire de vulgarisation, c'est quand même très malvenu! .

Lucas Lombriser, de son côté, a eu il y a quelques années l’idée originale d’introduire une variation dans la constante universelle de gravitation G (celle de Newton) qui apparaît dans les équations d’Einstein.

Achement original! Ça date de Dirac 1937!
https://fr.wikipedia.org/wiki/Hypoth...Variation_de_G

Il y a des tas d'études qui réfutaient cette variation de G avec les anciens modèles. Ce n'est plus le cas avec les nouveaux?

Alexander Kritov propose carrément des valeurs numériques pour G et H0.
Explicit Values for Gravitational and Hubble Constants from
Cosmological Entropy Bound and Alpha-Quantization of Particle Masses


Pour la densité infinie ou limité par une coupure (cut off) à la pulsation de Planck, c'est assez clair. Le truc diverge, on n'aime pas ça, on choisit une borne qu'on espère avec explication physique si possible. Actuellement, c'est la pulsation de Planck, mais comme signalé par Deedee, c'est juste une supposition.
Pour l'aspect nulle de cette densité, je n'ai pas compris nulle devant quoi? Deedee précisera.

[coussin]

La densité d'énergie est un concept de théorie quantique des champs. De manière évidente, ça n'est donc pas adapté pour comparer les énergies cinétiques, disons, d'une voiture et d'un vélo. La réponse à votre question 1, telle qu'elle, est donc clairement non.

[coussin]

Pour votre autre question, d'un côté en QFT la densité d'énergie du vide est , quantité qui diverge violemment... Même en remplaçant la borne supérieure d'intégration par une valeur "raisonnable", on trouve une quantité énorme qui ne fait aucun sens.
D'un autre côté, la densité d'énergie du vide peut être déduite des paramètres du modèle lambdaCDM de la cosmologie. Et on trouve ainsi une quantité très faible, essentiellement compatible avec 0.

[A voir en vidéo sur Futura]

[stefjm]

Suite à la remarque de Coussin sur la valeur nulle (pour la cosmologie) et infinie (pour la QFT), je me demande quels sont les arguments des physiciens pour dire que c'est la même grandeur et donc en conclure qu'il y a un problème?

Le rapport valant 10^122, je trouverais plus intéressant de chercher à l'expliquer. Non?

[stefjm]

Un article de Baez 2010 : https://math.ucr.edu/home/baez/vacuum.html

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La densité d'énergie est un concept de théorie quantique des champs. De manière évidente, ça n'est donc pas adapté pour comparer les énergies cinétiques, disons, d'une voiture et d'un vélo. La réponse à votre question 1, telle qu'elle, est donc clairement non.

merci, avec ce complément :

La densité d'énergie est un concept utilisé en cosmologie aussi sauf erreur de ma part ?

Pour votre autre question, d'un côté en QFT la densité d'énergie du vide est , quantité qui diverge violemment... Même en remplaçant la borne supérieure d'intégration par une valeur "raisonnable", on trouve une quantité énorme qui ne fait aucun sens.
D'un autre côté, la densité d'énergie du vide peut être déduite des paramètres du modèle lambdaCDM de la cosmologie. Et on trouve ainsi une quantité très faible, essentiellement compatible avec 0.

merci mais ça donne quoi de manière pédagogique, simple et chiffrée quand c'est possible, en réponse à cette question stp ?

du coup je m'y perd. d'un coté une énorme valeur finie égale à la densité d'énergie de Planck , de l'autre une valeur infinie ou nulle.

comment s'y retrouver s'il vous plait ?

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...

Pour la densité infinie ou limité par une coupure (cut off) à la pulsation de Planck, c'est assez clair. Le truc diverge, on n'aime pas ça, on choisit une borne qu'on espère avec explication physique si possible. Actuellement, c'est la pulsation de Planck, mais comme signalé par Deedee, c'est juste une supposition.
Pour l'aspect nulle de cette densité, je n'ai pas compris nulle devant quoi? Deedee précisera.

merci j'ai ma réponse

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Suite à la remarque de Coussin sur la valeur nulle (pour la cosmologie) et infinie (pour la QFT), je me demande quels sont les arguments des physiciens pour dire que c'est la même grandeur et donc en conclure qu'il y a un problème?

Le rapport valant 10^122, je trouverais plus intéressant de chercher à l'expliquer. Non?

il y a cet article de Futura qui peut éventuellement donner des infos sur le problème tel qu'il est posé. mais comme c'est basé sur une supposition il faut relativiser