Bonjour,
Le nombre d'objet dépendant de l'observateur dans le cas de référentiels accélérés, je me demande très naïvement comment fait-on en relativité générale pour isoler du reste du monde, l'objet dont un parle?
Perso, cela me perturbe un pneu.
Cordialement
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Salut,
L'effet donc tu parles concerne les particules (franchement je serais bien incapable de dire comment ça s'applique pour des objets macroscopiques, avec la décohérence et tout ça, c'est pas trivial). Et c'est un effet purement quantique (de la théorie quantique des champs). https://en.wikipedia.org/wiki/Bogoliubov_transformation (dommage, il n'y a pas ça en français)
Et la relativité générale est une théorie classique, non quantique, où on ne se casse donc pas trop la tête sur la localisation/dénombrement d'objets. Tout au plus Kip Thorn explique (dans Gravitation) que le concept d'événements et de particule test de dimension nulle est une idéalisation et qu'il suffit de considérer que ça s'applique à la précision des mesures près. Dans la pratique (de la RG) a précision est toujours bien au-delà de la taille atomique (sauf exception ? Mais je n'ai jamais rien lu, sauf peut-être dans les quelques rares tests en cours de gravité quantique, mais c'est à confirmer)
En théorie quantique des champs en espace-temps courbe, on a les deux à la fois mais qui "cohabitent" (on ne considère pas l'effet en retour sur la relativité générale, cela conduit d'ailleurs à des inconsistances). On procède donc exactement de la même manière qu'en théorie quantique des champs habituelle, avec des opérateurs et touti quanti. L'espace de base étant une variété imposée.
Tout au plus ça complique pas mal de choses : quelle définition du vide adopter, comment faire les calculs (cette définition ainsi que les outils habituels utilisent l'espace-temps de Minkowski de manière cruciale). Mais c'est juste des complications techniques nécessitant beaucoup de travail.
Notons qu'il existe typiquement deux effets liés à ça :
- l'effet Unruh qui se produit avec das accélérations dans un espace-temps de Minkowski justement. Mais Birrel et Davies dans leur livre montrent (avec un objet accéléré assimilé à un oscillateur harmonique quantique) que le rayonnement de Unruh est simplement dû à l'interaction entre l'effet produisant la force de poussée (il y en a forcément une pour un objet accéléré) et l'objet, le résultat se manifestant "comme un rayonnement thermique". Ce genre de correspondance n'est pas rare en théorie quantique des champs (par exemple, l'effet Casimir, très proche de ce phénomène d'ailleurs, Fulling en a fait une très belle thèse de doctorat, où le calcul des interactions des particules virtuelles avec les plaques conductrices est identique aux fluctuations vide-vide, à cause d'une coïncidence diagrammatique tout à fait normale pour les digrammes de Feynman... le mot coïncidence est d'ailleurs un peu fort).
- l'effet Hawking, qui se produit en espace-temps courbe (trou noir, il faut un horizon) et qui est réel (au sens particules non virtuelles) et est due en fait à l'interaction du champ quantique avec le champ gravitationnel (ce qui se voit bien dans formulation du graviton limité à une seule boucle dans le diagrammes de Feynman, Birrel et DAvies ont montré que c'était équivalent à la TQC en espace-temps courbe)
Maintenant les choses peuvent changer en gravité quantique, boucles, cordes ou autres. Mais là vu la difficulté technique, j'ignore quel aspect prend la réponse à ta question. C'est pas simple et c'est peu de le dire (en plus d'être spéculatif). Pour les boucles, les champs de matière prennent la forme de valeurs particulières de spins sur les noeuds du réseau de spin.... je suis bien infoutu de traduire ça de manière compréhensible, de comparer à ce dont on a l'habitude (particules etc...). Et les cordes je connais encore moins.
J'espère que ça répond à ta question (au moins pour l'essentiel).
Dernière modification par Deedee81 ; 24/01/2023 à 12h26.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Les transformations de Bogoliubov peuvent également être invoquées dans le processus de reheating qui marque la fin de l'inflation en cosmologie, et amènera la création du bain de particules originel de notre Big Bang chaud.
cf. REHEATING AFTER INFLATION de Lev Kofman, Andrei Linde & Alexei A. Starobinsky
Dernière modification par Gilgamesh ; 24/01/2023 à 13h10.
Parcours Etranges
Merci,
Précisons que là aussi il y a un horizon
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Merci.
J'ai trouvé une thèse qui parle de ces créations de particules.
http://dspace.univ-jijel.dz:8080/xml....pdf?sequence=
C'est quand même gênant de ne pas pouvoir définir le nombre de particules qu'on considère, autrement dit, isoler le système étudié.
Vu que dans l'univers, il y a des masses un peu partout, tout est toujours accéléré par rapport à tout.
Ça fait un peu création ex-nihilo (le document de Gilgamesh parle d'instabilité exponentielle) et génération d'énergie spontanée.
L'horizon est une notion qui permet de se satisfaire de cet état de fait?
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Ah ça c'est sûr que la mécanique quantique ça complique tout. Pas que ce problème de nombre de particules d'ailleurs.Envoyé par stefjm
Mais bon, la plupart du temps en pratique ça ne pose pas de problème (*).
Et en théorie on s'en sort toujours
(*) Sauf dans le cas des précisions extrêmes. En optique quantique, par exemple, il y a des limites mais aussi diverses méthodes permettant d'obtenir des mesures très précises quand c'est possible.
Mais dans la plupart des cas. Quand tu répares ton vélo (enfin, si tu en as un bien sûr
oui mais juste un peu, l'énergie étant prélevée au champ gravitationnel.
Mais attention en cosmologie l'effet reste très spéculatif. L'état actuel de l'univers et de l'expansion implique au mieux une création de particules rikiki mini (mais j'ai déjà spéculé que c'était lié à l'énergie noire, mais là aussi on est dans la spéculation), cela a surtout un effet notable à une époque qu'on ne sait pas observer (du côté de l'inflation).
Il permet de transformer une paire de particules virtuelle en une particule réelle (l'autre passant l'horizon), c'est pas plus bête que ça.
C'est souvent présenté comme ça dans la vulgarisation et certains calculs (par exemple de l'effet Hawking) mettent ça aussi clairement en évidence.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Si on considère que le débit massique (de Planck) qui passe l'horizon de Hubble doit être compensé par apparition de particules réparties dans tout l'univers observable pour garantir la conservation globale, le calcul donne rikiki exactement.
Donc un truc qui sépare en notre coté observable, intérieur et pas notre coté, inobservable, extérieur.
On en revient à ce qu'on considère comme le système d'étude isolé. C'est l'horizon qui se charge de définir ce qu'on peut étudier.
Cela fait sens.
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Salut,
Veux-tu dire que vu du laboratoire, le nombre d'électrons dans un fil dans lequel un courant est généré (et donc où les électrons libres vont accélérer) change par rapport à l'état de repos ?
Ce que j'avais en tête est plus fondamental que l'effet Unruh.
Ne pas pouvoir se mettre d'accord sur un nombre de particule comptées dans deux référentiels accélérés est quand même problématique.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Non.
Ce qui change, c'est le nombre qu'on en compte quand on change le référentiel d'étude du labo par un référentiel accéléré.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Si on considère une spire chargée et qu'on la fait tourner à vitesse constante (mise en rotation, référentiel accéléré),
le nombre de porteurs de charge décomptés depuis la spire n'est pas le même que dans le référentiel du labo ?
Salut,
pourrais-tu donner un exemple de ce à quoi tu fais référence ?
L'exemple que tu as donné est très bien.
En relativité, c'est compliqué de compter des objets discrets car tout se déforme continûment.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Bonjour. La question se pose en fait en théorie quantique des champs, qui est une théorie dans laquelle notre notion de "particule", héritée du modèle de point matériel de la physique classique, est profondément modifiée. Un observateur uniformément accéléré (c.à.d. qui a toujours la même accélération dans son propre référentiel) décrit une ligne d'univers hyperbolique vue du référentiel inertiel et n'a pas accès du point de vue observationnel à tout l'espace-temps. En fait il voit une métrique dite "de Rindler", qui est localement conformément minkowskienne, et qui ne couvre qu'un coin délimité par le cône de lumière à l'origine. En théorie quantique des champs, on définit l'état de vide comme celui qui est annihilé par tous les opérateurs d'annihilation du champ. C'est la définition "mathématique". Du point de vue de la physique, on suppose que cela correspond à une situation dans laquelle un détecteur parfait ne signalerait la présence d'aucune particule. Mathématiquement, les opérateurs dans les deux référentiels sont liés par une transformation de Bogolyubov qu'on a déjà mentionnée plus haut. Cela fait que le vide de Minkoswki n'est pas annihilé par les opérateurs d'annihilation du champ définis par l'observateur accéléré. De plus, cet état n'est plus un état stationnaire (ce qui n'a rien d'étonnant, ça bouge!), donc il n'a pas une énergie bien définie et il est facile de montrer que l'opérateur "nombre de particules" a en moyenne une espérance qui correspond au facteur de Planck pour une certaine température qui dépend de l'accélération. En fait ce vide n'a même pas un nombre bien défini de particules pour l'observateur accéléré. Comment interpréter en physique ce fait mathématique? Ce n'est pas évident, mais si on pense à l'effet Hawking, on peut en faire un analogie avec le fait que la métrique de Rindler masque au détecteur les trois quarts de l'espace-temps, un peu comme un horizon. Les fluctuations du vide seront donc "vues" autrement par le détecteur accéléré. Ca vaut ce que ça vaut, mais si cela peut aider l'intuition, on peut l'accepter. N'oublions pas aussi que le détecteur doit être accéléré. Or c'est un objet matériel, donc son mouvement accéléré doit résulter d'une interaction avec une cause externe (par exemple un laser émis de la terre et qui pousse une voile spatiale, mais cet exemple est évidemment purement académique, les accélérations obtenues étant très faibles). Ce que l'effet montre est que cette cause externe a forcément un effet purement quantique sur l'observation du vide quantique, j'y vois une lointaine analogie avec l'effet Casimir, qui est aussi une modification du vide par une cause externe.
En fait on n'a pas en relativité générale avec des champs quantiques sur un espace-temps courbe une bonne définition du vide ou même de la notion de particule pour un champ quantique. La notion de particule n'est plus dénuée d'ambiguité et il n'est donc pas étonnant que cela se voie déjà en relativité restreinte pour des observateurs accélérés. Ce qui importe est toutefois qu'on puisse prédire sans ambiguité ce que l'observateur va détecter. Et dans ce cas il n'y a aucune ambiguité, le modèle le fait pour toutes les observables spécifiques.
Merci pour vos interventions.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
