Qu'est-ce que le spin d'une particule

[Tupac.Shakur]

Je pense que j'ai mal formulé ma question. En tout cas merci pour vos explication mais je vois pas ce qu'est le spin du'une particule, j'ai compris que celui de l'électron pouvais etre 1/2 ou -1/2. Quand on parle de la masse de l'electron, je vois tout de suite a quoi ça correspond, ou une vitesse aussi mais le spin je vois pas. Tout comme un électron, une chaise a une masse, une vitesse, a-t-elle un spin? et macroscopiquement ça correspond a quoi en tout cas merci beaucoup pour les messages

[bb98]

Je pense que j'ai mal formulé ma question. En tout cas merci pour vos explication mais je vois pas ce qu'est le spin du'une particule, j'ai compris que celui de l'électron pouvais etre 1/2 ou -1/2. Quand on parle de la masse de l'electron, je vois tout de suite a quoi ça correspond, ou une vitesse aussi mais le spin je vois pas. Tout comme un électron, une chaise a une masse, une vitesse, a-t-elle un spin? et macroscopiquement ça correspond a quoi en tout cas merci beaucoup pour les messages

 

Bonjour

 

Le spin est un nombre qui caractérise une certaine race de particules

On dit : "Ces particules sont de spin 1/2", par exemple

 

Il y a plein d'autres caractéristiques pour les particules : le "charme", la "couleur", la "saveur"....

 

Toutes ces notions n'ont à peu près RIEN à voir avec le monde sensible accessible à nos sens; ce sont des données utiles pour CLASSER les particules et tenter de comprendre leurs relations. On a pu ainsi déterminer des symétries qui sont un point essentiel de la mécanique quantiques

[pascal_meheut]

Toutes ces notions n'ont à peu près RIEN à voir avec le monde sensible accessible à nos sens

 

+1. Un peu comme la dualité onde/particule et d'autres notions. Il faut accepter cela un peu comme un homme du temps de Newton avait sans doute du mal à appréhender l'existence de la gravité qui d'un coté faisait tomber la pomme et de l'autre tourner la Lune alors que c'est contre intuitif.

[julon2000]

Bonjour,

 

 

Tout à fait, un électron n'émet pas un photon spontanément. Il faut qu'il soit accéléré (rayonnement synchrotron) où qu'il soit soumis à un champ, par exemple en passant à proximité d'un noyau (bremsstrahlung).

 

 

 

Non, il ne va pas changer d'état de spin spontanément, mais la question n'a pas forcément beaucoup de sens car si la particule est isolée, il n'y a a priori aucun moyen de savoir dans quel état de spin elle se trouve sans faire une mesure donc sans interagir avec elle. Et de toutes façons à moins qu'elle n'ait été produite dans un état propre de spin, elle se trouve probablement dans une superposition d'états.

Merci pour ces éclaircissements, mes cours de théorie des champs commencent à être un peu lointains, et faut dire que c'est pas tous les jours que j'ai l'occasion de les dépoussiérer.

 

Je pense que j'ai mal formulé ma question. En tout cas merci pour vos explication mais je vois pas ce qu'est le spin du'une particule, j'ai compris que celui de l'électron pouvais etre 1/2 ou -1/2. Quand on parle de la masse de l'electron, je vois tout de suite a quoi ça correspond, ou une vitesse aussi mais le spin je vois pas. Tout comme un électron, une chaise a une masse, une vitesse, a-t-elle un spin? et macroscopiquement ça correspond a quoi en tout cas merci beaucoup pour les messages

Pour compléter ce qu'ont dit les 2 autres ci-dessus, en guise d'introduction à un cours de mécanique quantique une prof avait dit qu'il fallait commencer par se retourner le cerveau (ou un truc du genre): le monde quantique (c'est-à-dire le monde à l'échelle des atomes) obéit à des règles qui sont bien différentes de celles auxquelles on est habitué à notre échelle, et il faut souvent mettre notre intuition de côté pour l'appréhender.

[Fitz]

Il me semble qu'il y a une analogie entre le nombre de spin et l'orientation et la vitesse de rotation d'une sphère, mais c'est plus une analogie qu'autre chose puisque dès que l'on essaye de se l'imaginer vraiment ça perd son sens.

[YAC5]

... je vois pas ce qu'est le spin d'une particule ...

 

Bonjour Tupac.Shakur,

 

Ca ne m'étonne pas. Sinon tu serais "Nobelisable" à coup sûr

 

Je te répète que la physique quantique est une théorie, une représentation mathématique d'une réalité physique impossible à visualiser. D'ailleurs, à l'autre bout de l'échelle des dimensions, le monde de l'infiniment grand a aussi ses théories comme celle de la Relativité Générale qui est une représentation mathématique d'une réalité impossible à manipuler cette fois.

 

J'ai bien compris que tu cherches une analogie dans notre monde intermédiaire qui est à l'échelle humaine. Tu as choisi l'image d'une bille ; tu as vu que le moins mauvais dans ce cas ressemble à son moment cinétique de rotation. Je pense qu'il faut en rester là en sachant que ce n'est pas la réalité physique, ce que personne ne connaît et que la théorie dit même être inconnaissable.

 

Si cette réponse te choque, pense que la mécanique quantique s'appelait autrefois mécanique ondulatoire, coup de génie (L.V. de Broglie) qui a montré que les électrons se comportent comme une onde ! mais si ! Et ta bille ne va pas t'aider à comprendre ça. Il vaudrait mieux dans ce dernier cas reprendre la vieille représentation hydraulique de l'électricité ; Mais là on serait total HS

 

Il n'y a pas d'autre choix pour nos pauvres cerveaux que d'accepter la représentation mathématique qui réussit si bien à tout expliquer de ce monde de "infiniment petit". Quand je te dis que c'est pour les paresseux qui ne se cassent pas la tête et qui appliquent des formules qui ne mentent pas !

 

Le spin est une donnée, un paramètre, qui a des conséquences mais n'a pas de représentation physique.

 

Cordialement

YAC5

[Tupac.Shakur]

ah je vois, tant que je n'atteindrais pas le niveau en maths/phys nécessaire à la compréhension de la MQ, je saurais jamais ce qu'est le spin même avec la meilleure vulgarisation du monde. Merci pour les reps

[yui]

Pour ma part je ne peux me résoudre à l'idée que certaines choses ne puissent être comprises par la majorité des personnes intéressées.

Je suis sûr qu'avec un effort de pédagogie, de technologie et/ou d'astuce, nos amis les génies sauront nous faire partager leur savoir

 

Car enfin cette histoire de spin a tout de même l'air assez concise. On ne parle pas ici de démontrer la justesse des équations de la relativité générale

 

Je veux bien admettre que les domaines scientifiques ultra-spécialisés soient hors de portée du commun des mortels, idem pour des représentations mathématiques, mais le coup du spin pourrait certainement être gentiment vulgarisé

 

Que disent les manuels scolaires ?

Rien pour l'instant ?

Y a pas des chouettes petits textes explicatifs ou de belles images, qui bien qu'imparfaites, égailleraient le topo ?

[Blackholes]

http://www.dailymotion.com/video/xt144g_petit-manege-le-spin-des-electrons_tech

 

 

voila de quoi devenir totalement chèvre !

Modifié 13 mai 2014 par Blackholes

[Smith]

Que disent les manuels scolaires ?

Rien pour l'instant ?

 

Feynman disait :

« Personne ne comprend vraiment la physique quantique. »

 

Et c'était un spécialiste du domaine. Il ne faut vraiment pas sous-estimer le gouffre qu'il y a entre physique classique et quantique. Et c'est vraiment après avoir lu un paquet de livres de vulgarisation que j'écris cela. Nos concepts classiques, notre bon sens n'ont aucun intérêt en MQ. Plus haut est évoqué le moment cinétique de la mécanique classique, comme analogie du spin en MQ ; mais c'est trompeur. On imagine la particule tourner sur elle-même différemment selon son spin, mais cela n'a pas de sens physique. J'ai très souvent lu cette analogie dans les bouquins de vulgarisation, peut être parce que l'on arrive là aux limites de ce qui est vulgarisable sans entrer dans les équations.

[pascal_meheut]

Nos concepts classiques, notre bon sens n'ont aucun intérêt en MQ.

 

Tout à fait et on ne le répètera jamais assez mais encore une fois, c'est nettement plus vrai en mécanique quantique mais c'est la même chose en physique au sens général.

Notre bon sens ne nous dit pas que la Terre est ronde, que c'est la Terre qui tourne autour du Soleil et pas l'inverse, qu'un kilo de plume tombe aussi vite qu'un kilo de plomb, que tous les objets en orbite tournent à la même vitesse à altitude donnée et j'en passe...

 

De la même façon que quand on définit la pression d'un gaz, ou son mouvement, on parle en fait de la moyenne statistique d'une énorme quantité de particules et il ne viendrait à l'idée de personne de dire "ton truc ne veut rien dire, ce qui compte c'est chaque mouvement individuel de molécule".

 

La MQ, c'est l'inverse : on arrête de traiter la réalité au niveau de la moyenne, on descend au niveau de la particule et il n'est donc pas étonnant que des règles différentes s'appliques.

C'est pareil dans pas mal de domaines : les moyennes décrivent qque chose mais la description des cas individuels nécessitent d'autres outils.

[yui]

Ici on se pose les mêmes questions :

http://forums.futura-sciences.com/physique/73989-spin-1-2-a.html

(et on se tord la main en essayant de ne pas faire tomber l'oeuf )

[Dom de Savoie]

Bonjour,

 

Bien que la mécanique quantique soit très éloignée du monde macroscopique dans lequel nous vivons, je trouve quand même pratique d'avoir des représentations visuelles des choses. Personnellement je me représente le spin d'un électron comme une petite flèche associée à la particule. Flèche dans une direction donnée pour un état de spin +1/2 et flèche dans la direction opposée pour un état de spin -1/2, une flèche dans chaque sens pour une superposition d'état... On arrive ainsi à visualiser ce qui se passe quand la particule interagit avec quelque chose (autre particule, champ magnétique...)

 

Quand on travaille avec des notions comme l'hélicité qui est la projection du spin sur la direction de l'impulsion, on visualise tout de suite ce qui se passe : hélicité positive quand le spin est dans la direction du mouvement, négative quand c'est l'inverse. Je me représente aussi la précession du spin en imaginant la flèche qui tourne autour d'un axe donné.

 

Ça a ses limitations bien sûr, j'arrive encore à construire une représentation d'un spin 1, par contre j'ai plus de mal avec un spin 9/2

 

Dominique

[pascal_meheut]

Merci pour le lien parce que c'est vrai que pour le moment, on n'avait pas encore abordé la théorie des groupes et ça manquait

[yui]

Merci pour le lien parce que c'est vrai que pour le moment, on n'avait pas encore abordé la théorie des groupes et ça manquait

 

J'y lis surtout que Mariposa y écrit ceci :

"Ma préoccupation de l'époque était de faire comprendre sans mathématiques que le spin n'était ni d'origine quantique, ni d'origine relativiste."

Ça c'est intéressant.

Car jusqu'à présent lorsque l'on pose une question sur le spin on nous répond gentiment "c'est de la Mecanique quantique, laisse tomber tu ne peux pas comprendre".

(merci)

Si on arrive à dissocier spin et Mecanique quantique de serai déjà un bon début

C'est possible ?

 

Car là j'ai le sentiment que l'on nous dit : "tu veux savoir ce qu'est une voiture ? Oulha laisse tomber on en a observé sur des routes nationales et les routes nationales c'est bien trop compliqué à expliquer !"

Bon une voiture est un moyen de locomotion généralement multiplaces avec un toit et quatre roues, si je ne peux pas comprendre les routes nationales tant pis.

[pascal_meheut]

J'y lis surtout que Mariposa y écrit ceci :

"Ma préoccupation de l'époque était de faire comprendre sans mathématiques que le spin n'était ni d'origine quantique, ni d'origine relativiste."

Ça c'est intéressant.

 

Ce qu'il explique à grand coup de théorie des groupes.

 

Car jusqu'à présent lorsque l'on pose une question sur le spin on nous répond gentiment "c'est de la Mecanique quantique, laisse tomber tu ne peux pas comprendre".

 

Ce n'est pas ce qu'on dit, simplement que le concept n'a pas de correspondance avec des notions accessibles à nos sens et que donc il n'est pas facile à vulgariser.

 

Si on arrive à dissocier spin et Mecanique quantique de serai déjà un bon début

C'est possible ?

 

Pas vraiment. Et tu nous cites comme exemple qqu'un qui explique ce que c'est avec des concepts mathématiques largement moins appréhendables que tout ce qui a déjà été exposé ici.

 

 

Car là j'ai le sentiment que l'on nous dit : "tu veux savoir ce qu'est une voiture ? Oulha laisse tomber on en a observé sur des routes nationales et les routes nationales c'est bien trop compliqué à expliquer !"

 

La comparaison est fausse. Si on veut comparer avec ce domaine là, on ne cherche pas à expliquer ce qu'est une voiture mais la thermodynamique d'un moteur à explosion et l'optimisation du front d'onde dans les cylindres le tout sans recourir à aucune formule mathématique...

 

Tout de suite, c'est un poil plus compliqué que "une voiture est un véhicule à 4 roues". Et pour l'expliquer à qqu'un qui ne connait pas le domaine (ni la physique en général), il faut 2 choses au moins :

 

- du temps, de la place, des dessins, etc, tout ce qui n'est pas vraiment évident à mettre dans un fil de forum

- la volonté de celui qui apprend de se coltiner avec des concepts difficiles, de chercher par lui même, d'y aller très progressivement... Si tu as tout ça, tu devrais trouver facilement des livres et des sites Web qui te permettront d'aller nettement plus loin que ce qu'il est possible d'expliquer ici.

Modifié 14 mai 2014 par pascal_meheut

[Fitz]

Les phénomènes à l'oeuvre à très petite échelle peuvent être compris (d'un point de vue mathématique) mais très difficile imaginable. Pas besoin d'aller jusqu'au spin d'une particule, aucun d'entre nous n'est capable d'imaginer ce qui se passe à l'intérieur d'une cellule vivante même en connaissant tout les phénomènes à l'oeuvre.

 

Il en est de m^me pour l'infiniment grand rien que les échelles de distance dépassent tout ce que l'on peut appréhender, on est obligés de se tourner vers les chiffres

[YAC5]

A part ça, la famille, ça va ?

YAC5

[Tupac.Shakur]

Juste pour savoir, lorsque vous avez abordés ce chapitre lors de vos études, c'était très dur ou assez simple ? Car j'imagine que ça doit être l'enfer

[Dom de Savoie]

Bonjour,

 

Juste pour savoir, lorsque vous avez abordés ce chapitre lors de vos études, c'était très dur ou assez simple ? Car j'imagine que ça doit être l'enfer

 

Ce sont des notions difficiles qui nécessitent pas mal de boulot pour comprendre et mettre en application. Heureusement ça ne débarque pas comme ça et il y a une progression dans l'enseignement...

 

Personnellement j'ai beaucoup bossé avec les deux tomes du Cohen-Tannoudgi, Diu, Laloe : http://www.amazon.fr/M%C3%A9canique-quantique-I-Claude-Cohen-Tannoudji/dp/2705660747/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1400105652&sr=1-1&keywords=cohen+tannoudji

Ça date un peu mais ça reste à mon avis, la référence.

 

Dominique

[yui]

Ce qu'il explique à grand coup de théorie des groupes.

Si on peut dissocier spin et mécanique quantique c'est tout de même intéressant à savoir

 

Ce n'est pas ce qu'on dit, simplement que le concept n'a pas de correspondance avec des notions accessibles à nos sens et que donc il n'est pas facile à vulgariser.

ça d'accord on avait compris

mais on veut tout de même chercher à comprendre (désolé)

 

La comparaison est fausse. Si on veut comparer avec ce domaine là, on ne cherche pas à expliquer ce qu'est une voiture mais la thermodynamique d'un moteur à explosion et l'optimisation du front d'onde dans les cylindres le tout sans recourir à aucune formule mathématique...

Tout de suite, c'est un poil plus compliqué que "une voiture est un véhicule à 4 roues".

Je sais bien que ma comparaison est physiquement fausse, il s'agit simplement de montrer mon état d'esprit.

Cela dit "A malin, malin et demi" (pas mal le demi pour le spin ) : Je préfère ma définition de la voiture à la tienne qui, bien que faisant volontairement appel à des notions plus savantes et difficilement accessibles pour le commun des mortels (merci), est totalement fausse pour définir une voiture électrique qui pour le coup est bien "un véhicule à 4 roues"

 

 

Et pour l'expliquer à qqu'un qui ne connait pas le domaine (ni la physique en général), il faut 2 choses au moins :

- du temps, de la place, des dessins, etc, tout ce qui n'est pas vraiment évident à mettre dans un fil de forum

- la volonté de celui qui apprend de se coltiner avec des concepts difficiles, de chercher par lui même, d'y aller très progressivement... Si tu as tout ça, tu devrais trouver facilement des livres et des sites Web qui te permettront d'aller nettement plus loin que ce qu'il est possible d'expliquer ici.

La volonté de comprendre je l'ai

Du temps j'en ai aussi (je n'ai pas l'intention de mourir demain )

Donc tout va bien

 

Pour ce qui est de prendre le temps et la place de faire dessins explicatifs je sais que je trouverai de bonnes âmes

Pour l'instant j'ai trouvé ceci qui semble pas mal :

"v1_-LsQLwkA" via YouTube
ERROR: Si vous lisez ce texte, YouTube est hors-ligne ou vous n'avez pas installe Flash

Voila un type qui a l'air de vouloir expliquer le pins de façon accessible

 

Je suis sûr que c'est possible, je continue à chercher

[yui]

Là aussi une vidéo (en anglais aussi) dans laquelle un gentil monsieur (on ne voit pas s'il a une tête de surfeur ce coup-ci ) tente de nous expliquer le spin sans nous demander de manger 2 lourds livres en apéro ' :

"JsGY9Zlso2o" via YouTube
ERROR: Si vous lisez ce texte, YouTube est hors-ligne ou vous n'avez pas installe Flash

 

Sinon j'ai trouvé une musique douce pour s'endormir

(ça peut servir aussi )

"Lk-i7vPi7Ok" via YouTube
ERROR: Si vous lisez ce texte, YouTube est hors-ligne ou vous n'avez pas installe Flash

Modifié 14 mai 2014 par yui

[julon2000]

Juste pour savoir, lorsque vous avez abordés ce chapitre lors de vos études, c'était très dur ou assez simple ? Car j'imagine que ça doit être l'enfer

 

L'enfer? Au contraire, c'était passionnant en ce qui me concerne d'être confronté directement à l'un des plus grands accomplissements de la pensée.

 

C'est évidemment pas quelque chose qui se fait d'un œil tout en regardant plus belle la vie, mais en ayant bien assimilé les requis mathématiques ça se fait sans trop de douleurs - car n'en déplaise à certains, pour aller au-delà des analogies et des explications avec les mains il n'y a pas de salut sans passer par l'assimilation d'une bonne dose de maths.

[pascal_meheut]

Juste pour savoir, lorsque vous avez abordés ce chapitre lors de vos études, c'était très dur ou assez simple ? Car j'imagine que ça doit être l'enfer

 

Je n'ai pas le souvenir de quoi que ce soit qui ait été l'enfer en général (et je ne parle pas que pour moi).

Après, tu as des gens qui ont des problèmes avec la charge de travail, d'autres avec un certain niveau d'abstraction, d'autres qui ont des affinités avec certaines matières, etc.

 

Mais la mécanique quantique n'est pas plus ou moins l'enfer que d'autres sujets en maths et en physique.

Surtout qu'avant de l'aborder normalement, tu es passé par mal de choses qui t'ont formé l'esprit et donné les outils pour.

 

Ensuite, cela dépend aussi beaucoup de la qualité du prof. Les miens étaient top en maths et pédagogiquement nuls en physique (jamais de lien avec la réalité ou l'expérimentation et surtout une obsession d'utiliser des outils mathématiques qu'on n'avait pas encore étudié sans les définir, les expliquer et parfois sans même nous le dire...).

Des copains ont au contraire eu des profs avec qui tout était lumineux.

 

L'enfer? Au contraire, c'était passionnant en ce qui me concerne d'être confronté directement à l'un des plus grands accomplissements de la pensée.

 

+1

[pascal_meheut]

e de faire dessins explicatifs je sais que je trouverai de bonnes âmes

Pour l'instant j'ai trouvé ceci qui semble pas mal :

Voila un type qui a l'air de vouloir expliquer le pins de façon accessible

 

 

Là aussi une vidéo (en anglais aussi) dans laquelle un gentil monsieur (on ne voit pas s'il a une tête de surfeur ce coup-ci ) tente de nous expliquer le spin sans nous demander de manger 2 lourds livres en apéro ' :

 

 

Ben je suis content que tu es trouvé des types qui font de super vidéos, pas le genre filmé avec un téléphone tout en bougeant et en parlant d'intrication rapidement (sans doute pour simplifier).

Ou en disant "euh" et en corrigeant ce qu'ils écrivent toutes les 2 secondes avant de dire qu'ils vont expliquer par une comparaison avant de dire que cela ne marche pas et d'introduire un opérateur...

 

 

Je suis sûr que c'est possible, je continue à chercher

 

Avoir des certitudes dans un domaine qu'on ne connait pas est la base de la pensée scientifique (en tout cas pour un sous-groupe de participant des forums). Tu devrais donc avoir beaucoup de succès dans ta quête

Modifié 15 mai 2014 par pascal_meheut

[yui]

Merci

[dharkan]

le spin d'une particule c'est le "nombre de tour" que la particule doit accomplir sur "elle même" pour se retrouver dans son état initial. Exemple l electron qui a un spin de 1/2 doit "faire deux tour sur lui même" pour se retrouver dans son état initial.

 

Voila ce que j'en ai comprit, j'espère ne pas m'être planté

[Lolo]

le spin d'une particule c'est le "nombre de tour" que la particule doit accomplir sur "elle même" pour se retrouver dans son état initial. Exemple l electron qui a un spin de 1/2 doit "faire deux tour sur lui même" pour se retrouver dans son état initial.

 

Ce que tu veux sans doute dire, c'est que le spin correspond à l'inverse du nombre de tour que la particule doit accomplir sur elle-même pour se retrouver dans son état initial, ou de façon équivalente au nombre de fois où la particule se retrouve dans son état initial si elle fait un tour complet sur elle-même.

 

Ceci amène une question : pourquoi un électron a-t-il besoin de deux tours sur lui-même (et non d'une unique rotation de 360°) pour se retrouver dans son état initial ?

Modifié 16 mai 2014 par Lolo

[dharkan]

Ce que tu veux sans doute dire, c'est que le spin correspond à l'inverse du nombre de tour que la particule doit accomplir sur elle-même pour se retrouver dans son état initial, ou de façon équivalente au nombre de fois où la particule se retrouve dans son état initial si elle fait un tour complet sur elle-même.

 

Ceci amène une question : pourquoi un électron a-t-il besoin de deux tours sur lui-même (et non d'une unique rotation de 360°) pour se retrouver dans son état initial ?

 

Est-ce a cause du fait d'équilibrer la force d'attraction entre les charges electriques ? Maintenant pourquoi doit-il faire deux tours sur lui même, bonne question. je vais me renseigner, je posterai la réponse demain car je viens de rentrer du sport et je vais prendre une bonne nuit de repos mérité

Modifié 18 mai 2014 par dharkan

[dharkan]

j'ai peut-être trouver la réponse sans vraiment l'avoir comprit mais apparemment dans le cas de l'électron lorsqu'il fait un tour sur lui même toute ses caractéristiques sont multipliées par un facteur -1 donc au deuxième tour sur lui-même on re-multiplie ses caractéristiques par le facteur -1 dès lors il est dans son état initial et l'équilibre des forces d'attraction entre les charges électrique sont conservées.

 

Maintenant pourquoi les bosons ont un spin entier et donc qu il ne doivent pas faire 1 tour sur eux même pour retrouver leur états initial mais 1/n tour avec n= spin >=0 et entier, quelqu'un de plus malin l'expliquera surement beaucoup mieux.