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 espace quantique et monde macroscopique...

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disciple

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MessageSujet: espace quantique et monde macroscopique...   Dim 1 Oct 2006 - 12:55

Petit "délire" quantique rires :

Du point de vu quantique, l'espace est toujours remplis de quelque chose, ce quelque chose est une fluctuation d'energie qui se matérialise par des particules virtuelles.On dit virtuelles car elles apparaissent...par ci par là puis disparaissent plus vite qu'un battement de paupière sans doute.

Je me demandais donc, si du point du vue quantique (en theorie donc) , s'il serait possible même avec une infime probabilité, qu'un objet macroscopique disparaisse comme ça...comme par magie pour réaparaitre ailleurs ?

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Duan Yu

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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Dim 1 Oct 2006 - 14:03

Seules les particules virtuelles apparaissent et disparaissent spontanément, pas les particules réelles ... Donc je dirais qu'un objet macroscopique (formé de particules réelles) ne peut pas disparaître comme par magie Smile Et puis, macroscopiquement, ça violerait la conservation de l'énergie.
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Atil

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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Dim 1 Oct 2006 - 16:41

Je ne suis pas certain du tout que la physique fasse vraiment une différence entre des particules réelles et non réelles.
Quand une particule apparait (ou plutôt une paire de particules) elle devient réelle.
Nimporte quelle particule semble pouvoir apparaitre ou disparaitre . Ce n'est qu'une affaire de probabilité. Plus la particule est massive et moins il y a de chance que ca arrive et soit durable.
On pense ainsi que , à trés long terme, toute la matière pourrait ainsi se transmuter en fer ou en trou noir : par des transitions trés rares mais ayant une probabilité non nulle de se faire.
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Duan Yu

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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Dim 1 Oct 2006 - 17:13

Atil a écrit:
Je ne suis pas certain du tout que la physique fasse vraiment une différence entre des particules réelles et non réelles.
Hé bien tu peux en être certain : une particule virtuelle est inobservable, contrairement à une partie réelle ! C'est ça la différence de taille Smile
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Atil

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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Dim 1 Oct 2006 - 18:05

i,e particule virtuelle est inobservable tant qu'un phénomène ne la "coince" pas dans un état observable.
Dans le rayonnement de Hawking, par exemple, un paire de particule-antiparticule sort du vide, l'une d'entre elle tombe dans un trou noir alors que l'autre part librement. Les deux particules ne peuvent donc pas s'annihiler entre elles pour retourner au vide. Donc la particule qui part librement est bien devenue une particule normale et observable.
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disciple

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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Dim 1 Oct 2006 - 21:25

Pour ma part, j'ai compris qu'on appelait "particules virtuelles", des particules qui apparaissent dans notre monde réel à partir des fluctuations energétiques et dont le phénomène durait un temps très minime.Autrement dit, cela signifie qu'à l'instant de l'apparition de la particule, celle ci devient belle et bien une entité réelle et observable dans le monde phénoménale.(en realité on les observe dans des conditions assez particulière, cad dans un accelerateur à particules.)
Alors attention, quand je dis observable à un instant t, c'est en fait faux (je fais de l'abus de langage), pusqu'il est impossible d'avoir dans le même temps la position exacte d'une particule à un instant t.(-violation du principe d'incertitude- sinon )
Quand je dis observable, c'est qu'il y a à cet instant t, on mesure une presence quelque part (et souvent avec une proba de 95%) de cette particule là.

Mais bon, outre du fait de assymétrie energétique entre particules virtuelles (ces dernières ne respectent pas la conservation d'energie) et réelles, ces deux types de particules ont les mêmes propriétés physiques et energétiques..

Alors pour prolonger mon "délire quantique", du point de vue quantique,est-il possible qu'une particule réelle devienne virtuelle ? (car après tout la relativité nous dit bien que l'energie peut se convertir en masse réelle et vice versa)

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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Dim 1 Oct 2006 - 22:06

Une particule virtuelle, à la base, est inobservable et cela découle directement du principe d'incertitude d'Heisenberg appliqué aux observables de temps et d'énergie :

ΔE Δt > constante

Qui signifie que l'incertitude sur la mesure de l'énergie d'un phénomène est d'autant plus grande que la durée de la mesure est petite.

Autrement dit, si on mesure 100x de suite l'énergie en action dans un certain phénomène (répété pour l'expérience), on obtiendra 100 valeurs très dispersées.

Plus la durée de la mesure est petite, plus les valeurs mesurées pour l'énergie peuvent être grandes, et on interprète ce "surplus" d'énergie sous la forme d'une création-annihilation de paires de particules-antiparticules. Mais à aucun moment, on n'observe ces particules ! C'est pour cela qu'on les appelle "virtuelles".

Cependant, ces particules peuvent avoir une influence sur des particules réelles :
    - L'effet Casimir est le plus spectaculaire : deux plaques conductrices parallèles dans le vide vont s'attirer à cause de la création d'énergie, par fluctuation du vide, entre ces plaques. Le photon étant le vecteur de la force électromagnétique et les plaques étant conductrices, il se trouve qu'elles sont alors attirées l'une vers l'autre. Cet effet est expérimentalement vérifié. Mais on n'a pas observé de particules virtuelles, seulement des plaques qui bougent.

    - Le rayonnement Hawking, cité par Atil. Mais ce ne sont pas des particules virtuelles qui sont émises hors du trou-noir, il s'agit bien de photons : une particule virtuelle dont l'antiparticule associée a été avalée par le trou-noir va errer avant de s'annihiler avec une autre antiparticule (dont la particule associée a été avalée). Cette annihilation va produire un photon qui sera émis, c'est ce photon qui sort. Ceci dit, ce phénomène n'a encore jamais été observé. De plus, ce qu'on observe, c'est bien un photon, et non une particule virtuelle.
Et enfin, la radiation Hawking s'accompagne d'une diminution de masse du trou-noir. C'est donc "comme si" le trou-noir perdait de la masse par rayonnement (c'est le phénomène d'évaporation des trous-noirs). On reste donc loin d'une téléportation pure et dure de matière réelle, comme il en était question dans le 1er message.
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Duan Yu

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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Dim 1 Oct 2006 - 22:15

disciple a écrit:
Alors pour prolonger mon "délire quantique", du point de vue quantique,est-il possible qu'une particule réelle devienne virtuelle ? (car après tout la relativité nous dit bien que l'energie peut se convertir en masse réelle et vice versa)
Une particule virtuelle est "définie" par le principe d'incertitude, ce qui n'est pas le cas pour une particule réelle. Donc non, une particule réelle ne peut pas devenir virtuelle. (De plus, intuitivement, quelque chose d'observable ne devient pas soudainement inobservable ...)

Et faut qd-même faire gaffe avec le fameux E=mc² : il signifie seulement qu'une masse donnée "renferme" une certaine quantité d'énergie, mais ne dit pas que l'un se transforme en l'autre. C'est le cas dans une réaction nucléaire (de la masse est convertie en énergie), mais je n'ai jamais rencontré de phénomène où de l'énergie se transforme en masse ...
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Atil

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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Lun 2 Oct 2006 - 6:09

L'énergie se transforme en masse; justement quand on "extrait" des particules du vide à de haits degrés d'énergie.
Mais c'est vrai qu'on emploit le terme virtuel dans 2 cas légèrement diférents :
Le vide regorge de particules virtuelles inobservables.
Mais les particules peuvent aussi sortir par couples du vide (trés brièvement) avant de s'annihiler.

A noter que les particules virtuelles qui entourent les particules peuvent produire un effet de mascage et de déformation de leur charge réelle. Puisque cet effet est observé, c'est donc qu'on peut observer un effet des particules virtuelles. Donc on les percoit bien d'une certaine facon indirecte.

Les particules virtuelles sont un peu comme des poissons : ils existent dans l'au mais on ne les voit que lorsqu'ils sautent en dehors.
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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Lun 2 Oct 2006 - 7:04

Atil a écrit:
L'énergie se transforme en masse; justement quand on "extrait" des particules du vide à de haits degrés d'énergie.
Tu peux détailler un peu ?

Sinon, bien sûr qu'on observe les effets des particules virtuelles, c'est bien pour ça qu'on ne doute pas de leur existence ... Mais ces effets ne sont jamais qu'indirects, ce qui justifie leur appellation.
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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Lun 2 Oct 2006 - 12:00

Le vide du point de vu quantique, est donc un vide plein car il subsiste par ci par là un minimun d'energie permettant ces fluctuations responsables de l'apparition éphèmère de ces "particules" dont on observe seulement leurs effets, c'est à dire de l'apparition d'energie à partir de rien.(en fait le rien n'est pas si vide que ça alors)

Pour les objets macrospiques...ils sont bien localisés dans l'espace à un instant donné.
Pourtant les objets macroscopiques sont constitués de ces entités qui l'échelle sub-atomique ont un comportement quantique, c'est à dire non localisé, flou avec une probabilité de présence par ci par là.

Comment tout ceci est bien étrange...cela me laisse même "rêveur".
Imaginez qu'en fait nous sommes dans un univers qui correspondrait à une des configurations quantiques possibles, et que l'homme en cherchant à percer la nature même de la matière ne trouve en fin du compte que du vide, que de l'incertitude car ce qu'il observe ce n'est pas le dur, le solide, le permanent, c'est le changement, l'éphèmère, l'impermanence ce qui ajoute encore plus au mystère du monde dans lequel il se trouve et qui lui est bien palpable.

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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Lun 2 Oct 2006 - 12:45

Effectivement, c'est un peu comme si l'homme ne pouvait pas dépasser un certain seuil dans sa connaissance du monde Smile Seuil qui, pour lui, prend la forme du hasard ...
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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Lun 2 Oct 2006 - 20:16

Certe, on n'observe que les effets indirects des partiules virtuelles. Mais il en est de même lorsqu'on voit un objet : ce n'est pas lui qu'on persoit directement mais l'effet de la lumière qi'il renvoit vers notre rétine.

Dans les accélérateurs, on utilise de grandes énergie. Et ces énergies permettent d'"extraire" des couples de particules du vide. On peut donc dire que l'énergie se transforme en masse.
Le vide est en fait composé de particules dans des états d'énergie négative (ce sont donc des particules virtuelles non observables). Mais si elles absorbent sufisemment d'énergie, alors elles atteignent un état d'énergie positive et sont alors obsrvables.
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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Lun 2 Oct 2006 - 21:00

"Observer" en physique, ce n'est pas "regarder avec ses yeux", c'est au sens large de mesurer, lors d'une expérience, l'une ou l'autre propriété physique de l'objet.
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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Mar 3 Oct 2006 - 5:44

Et le résultat de ces mesures il fait bien en prendre connaissance avec ses yeux.

Il en est de même pour tout, méthode expérimentale ou pas : l'homme n'a pas accés aux essences mais seulement aux phénomènes.
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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Mar 3 Oct 2006 - 8:49

J'espère que pour toi, mesurer la masse d'une particule n'est pas équivalent au phénomène consistant à regarder le cadran de l'instrument de mesure Wink
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Atil

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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Mar 3 Oct 2006 - 15:41

Quelle que soit la méthode utilisée, il est impossible à l'homme de savoir quel est le résultat de sa mesure tant qu'il ne se sert pas de ses organes sensoriels pour regarder ce que ses appareils indiquent.
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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Mar 3 Oct 2006 - 18:27

Ce que je veux dire, c'est que "regarder le cadran" ne fait pas partie de l'expérience (de l'observation), et qu'il serait assez inutile de considérer le contraire.
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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Mar 3 Oct 2006 - 18:38

Dans le cas de l'effondrement de l'état quantique lors des mesures, on ne sait pas exactement ce qui fait passer le système de l'état quantique à l'état classique. Est-ce le fait que l'expérience fait interragir des systèmes macroscopiques avec les particules ? Ou est-ce le fait qu'un conscience prenne connaissance du résultat de la mesure ? Les deux hypothèses ont été invoquées.
En tout cas il est impossible de dissocier une expérience de son observation par des organes sensoriels.
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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Mar 3 Oct 2006 - 20:36

Tu dis en gros qu'on ne peut pas critiquer un bouquin sans analyser les doigts qui l'ont dactylographié ... Smile
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Atil

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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Mer 4 Oct 2006 - 6:58

Non, je dis qu'il nous est impossible d'expérimenter sans nous servir à un moment ou un autre de nos organes sensoriels.
Si on fait une mesure et qu'on ne regarde pas le résultat de la mesure, alors on n'acquiert aucune connaissance.
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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Mer 4 Oct 2006 - 17:31

Tout comme un bouquin ne peut pas exister sans des doigts pour l'écrire.
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matheux



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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Sam 19 Sep 2009 - 15:04

disciple a écrit:
Petit "délire" quantique :

Du point de vu quantique, l'espace est toujours rempli de quelque chose, ce quelque chose est une fluctuation d'energie qui se matérialise par des particules virtuelles. On dit virtuelles car elles apparaissent...par ci par là puis disparaissent plus vite qu'un battement de paupière sans doute.

Je me demandais donc, si du point du vue quantique (en theorie donc) , s'il serait possible même avec une infime probabilité, qu'un objet macroscopique disparaisse comme ça...comme par magie pour réaparaitre ailleurs ?

Oui, je vais m'expliquer.

Mais les comportement quantique à notre échelle, sont génés par la "décohérence" = liaison(s) entre particules et s'ils se produisent tout de même ce n'est effectivement qu'avec des probabilités très faibles.

Je m'explique.

Quand une particule est seule, elle saute où elle veut.
Si déjà tu considère les trois particules d'une mollécules H²0, elle se gènent dans leur liberté réciproque.

Quant une a envie de partir à gauche et l'autre à droite, elle ne peuvent pas car ellels sont enchianées par la mise en commun d'électron.

(Escusez cette comparaison osée, émise dans un but humouristique, : c'est un peu comme le mariage: il réduit la liberté de chacun)

A partir de seulement 10 particules liées entre elles, l'ensemble n'a plus un comportement quantique mais classique, comme ton verre qui ne se met pas à bondir dans la pièce.

Néammoins pour répondre à ta question, ton verre peut encore disparaître si par miracle toutes les particules qui le composent ont envie de sauter dans la même direction au même moment, cela n'arrive pas souvent vu le nombre de particules de ton verre: (6 grammes contient environ 10 puissance 23 atomes)

Par conséquent, les masses de 80 kg et à fortiori les astres ont un comportement
"hyperclassique" : et ce n'est pas par hasard si l'astronomie a toujours été considérée comme une des sciences les moins capicieuses, elle était surnommée "la science des horlogers" (sauf trajectoire de Mercure, du à un problème non quantique mais relativiste: déformation de l'espace autour du Soleil)
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Maeander

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MessageSujet: Re: espace quantique et monde macroscopique...   Mar 3 Nov 2009 - 18:38

Duan Yu a écrit:
Et faut qd-même faire gaffe avec le fameux E=mc² : il signifie seulement qu'une masse donnée "renferme" une certaine quantité d'énergie, mais ne dit pas que l'un se transforme en l'autre. C'est le cas dans une réaction nucléaire (de la masse est convertie en énergie), mais je n'ai jamais rencontré de phénomène où de l'énergie se transforme en masse ...


Moi j'ai un exemple : la nucléosynthèse des éléments lourds (plus lourds que le fer).
E=mc² dit bien que la masse peut se transformer en énergie et l'énergie en masse. Ça dit même que c'est au fond la même chose.



Sinon je plussoie matheux : un objet macroscopique peut a priori disparaitre, mais le temps d'observation nécessaire pour que la probabilité que cela se produise au cours de ce temps soit acceptable est bien plus long que l'âge de l'univers.
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