Champ quantique, référentiel absolu?

[Sax Russel]

Bonjour,
tout est dans la question. La théorie des champs quantiques implique-t-elle que ce champ serait un référentiel immobile? Cela contredirait alors le principe même de relativité. J'aimerais être éclairé sur ce point.
Merci
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[coussin]

La réponse courte, d'autres complèteront, est qu'un champ quantique n'est pas un référentiel. La preuve en est qu'un même champ quantique peut avoir différentes propriétés dépendant du référentiel dans lequel on se place pour l'étudier.

[Sax Russel]

Court, mais clair. Merci

[ThM55]

Bonjour. C'est une excellente question. On pourrait se demander en effet si l'état fondamental du champ, celui d'énergie minimale, appelé aussi "le vide" (terme impropre puisqu'il comporte des fluctuations quantiques), pourrait définir un état de repos, que des observateurs en mouvement relatif observeraient avec des propriétés différentes. Par exemple on pourrait imaginer que ces observateurs voient les fluctuations avec des caractéristiques dépendant de la vitesse relative de ces observateurs. Cela définirait une sorte de référentiel privilégié, dans lequel le vecteur vitesse est nul.

Mais ce n'est pas le cas. Les états quantiques sont des vecteurs normés dans un espace de Hilbert et les transformations de Poincaré (Lorentz + translations de temps et d'espace) sont représentées sur cet espace par des transformations unitaires (L;a)->U(L,a). Le "vide" de toute théorie est invariant sous cette représentation:



On ne connait aucun exemple de violation de cette propriété d'invariance. Dans certaines formulations de la théorie des champs (Wightman & co), elle est même posée comme un axiome.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antonium]

A noter que cela (pas de référentiel absolu) est vrai lorsqu’on ne tient pas compte de la cosmologie.
En effet notre univers possède un «*référentiel absolu*», celui où le fond diffus cosmologique est au repos.
Il est important de noter que cela ne contredit en aucun cas la relativité générale car il s’agit d’une solution particulière et pas des équations fondamentales, qui elles ne privilégient aucun référentiel.
Ainsi il existe des théories quantiques des champs, appliquées à la cosmologie, dont l’état fondamental (le vide) n’est pas invariant sous changement de référentiel. En revanche les équations fondamentales sont tout à fait relativistes. On appelle ce phénomène une brisure spontanée de symétrie, qui arrive lorsque des équations possèdent une symétrie mais que l’état fondamental n’hérite pas de cette symétrie.

[La Limule]

On peut d'autant moins dire qu'il y a de l'absolu en mécanique quantique, qu'il existe des interprétations non réfutées à ce
jour ou les observations sont "observateur dépendant". En particulier l'interprétation relationnelle de Rovelli.
Prenons aussi les transformations de Bogoliubov qui font passer d'un vide de la théorie a un autre vide,
d'un coté on voit des particules quand de l'autre point de vue ces particules n'existent pas.

[ThM55]

Ma réponse concernait évidemment la théorie des champs en espace-temps plat de Minkowski, dans laquelle on ignore la gravité.