Force de Casimir

[Invité Anonyme]

En lisant mon Science et Vie, j'ai lu un article sur la force de Casimir :

 

Si je place 2 miroirs suffisamment rapprochées l'un de l'autre, et le tout dans le vide, ils vont se rapprocher, poussés l'un vers l'autre par la force de Casimir ! :?

 

Maintenant, quelqun pourrait-il m'expliquer comment 2 objets peuvent-ils être entraînés par RIEN ?

(Je sais qu'il n'ya pas de vide absolu, mais quand même !)

[sky35]

Je n'ai pas encore lu l'article mais la matière noire pourrait être cette force ?

 

Sinon aucune idée !!!

[Gaétan]

Je sais que c'est une force due à des effets quantiques, mais je n'en sais pas plus.

Voici quelques discussions sur la force Casimir.

Plus cette discussion sur l'énergie du vide.

 

Non, je ne crois pas que ça ait un rapport avec la matière noire. :wink:

[sky35]

Désolé mais ce n'était qu'une simple hypothèse.

[charele]

Le vide n'est pas le rien. Aujourd'hui, pour les physiciens, le vide est plein plein de demi-photons qui n'ont pas d'existence "matérielle". Cependant, de temps en temps, deux de ces demi-photons peuvent se combiner en un photon réel qui apparaît alors dans le vide pour un temps extrêmement court. Ces apparitions de photon correspondent à ce qu'on appelle "les fluctuations du vide".

 

Deux miroirs parallèles forment ce qu'on appelle "une cavité optique" (il en est ainsi des deux miroirs qui délimitent un laser, par exemple). Pour que de la lumière puisse s'établir entre ces deux miroirs il faut qu'ils soient distant l'un de l'autre d'au moins la moitié de la longueur d'onde de cette lumière (entre 200 et 400 nanomètres pour la lumière visible). Donc pour une séparation donnée entre deux miroir paralèles, aucun des photons dont la longueur d'onde associée est plus petite que la moitié de cette séparation ne peut s'établir entre les deux miroirs.

 

La pression de radiation est la force qu'exerce la lumière sur un objet matériel. On peut la concevoir comme étant due à la réaction de l'objet au choc d'un photon. (C'est la force qui fait tourner les radiomètres qui tournent face noire en avant. C'est aussi la force invoquée dans certains projets de voiles solaires pour des vaisseaux spatiaux).

 

Ainsi aucune fluctuation du vide ne peut s'établir entre deux miroirs parallèles pour tous les photons dont la longueur d'onde est comprise entre 0 et la demi-distance entre miroirs. Cette limitation n'existe pas à l'extérieur des miroirs. Résultat : la pression de radiation due aux fluctuations du vide ne s'exerce que sur la face externe des miroirs qui ainsi se rapprochent. C'est là l'origine de la force découverte en 1948 par le physicien Hendrik Casimir.

[Gaétan]

Message écrit par charele@Jan 20 2005, 02:55 PM

Aujourd'hui, pour les physiciens, le vide est plein plein de demi-photons qui n'ont pas d'existence "matérielle".

Tu parles photons virtuels ou c'est encore autre chose?

Cependant, de temps en temps, deux de ces demi-photons peuvent se combiner en un photon réel qui apparaît alors dans le vide pour un temps extrêmement court.

Ou alors c'est ça les photons virtuels ? Je suis un peu perdu parce que tu parles de photons réels mais éphémères.

 

C'est la première fois que j'entend parler de demi-photons.

[Invité Ortog]

J'ai lu un truc un jour, mais ai-je bien tout compris, comme quoi le vide n'était pas du vide pour la théorie quantique. Le vide pourrait créer de l'énergie (photons ?) et même de la matière. c'est qu'une théorie me semble-t-il, mais qui permet à l'univers de continuer à créer de la matière.

 

Peut-etre j'ai rien pigé à l'article remarque.. c'est pas impossible

[Raphx]

dsl c juste pour dire que j'avais compris..........

 

 

c fort... ...

 

 

 

euh non g rien compris....

 

s'exerce sur la face externe du miroir??? la face externe????

[Astrosteph]

Comme ceci:

 

face externe |miroir| face interne....................face interne |miroir| face externe

[Gaétan]

Message écrit par Ortog@Jan 21 2005, 11:48 AM

J'ai lu un truc un jour, mais ai-je bien tout compris, comme quoi le vide n'était pas du vide pour la théorie quantique. Le vide pourrait créer de l'énergie (photons ?) et même de la matière. c'est qu'une théorie me semble-t-il, mais qui permet à l'univers de continuer à créer de la matière.

Ce sont deux choses différentes.

En physiques quantiques des champs, le vide n'est pas vide (disons qu'il faut redéfinir la notion de vide), il est rempli de particules dites virtuelles (qui ont le droit d'exister suffisament peu longtemps pour qu'on ne puisse pas s'en rendre compte à cause des incertitudes de Heisenberg ; en gros). Ces particules se créent et s'annihilent en continu. Pour que de telles particules se matérialisent, il faut opérer ce qu'on appelle une polarisation du vide. Un champ de force (électrostatique ou gravitationnel par exemple) peut éloigner suffisament les particules virtuelles l'une de l'autre pour qu'elles ne puissent plus s'annihiler. Ce faisant, il faut fournir autant d'énergie que ce qui est pompé au vide. Il n'y a donc pas de création d'énergie à partir de rien et la loi de concervation de l'énergie reste vérifiée.

C'est pour cette raison que la plupart des astrophysiciens ne sont pas d'accord avec la seconde chose que tu dis, à savoir que l'Univers continue à produire de la matière. Ce sont en générale des partisans d'un univers stationnaire, mais non statique, qui pronent cette création de matière pour garder une densité de matière constante dans le temps. Ca pause d'énormes problèmes. Par exemple, la formation des galaxies semble encore plus incompréhenble que dans le modèle standard.

[Invité Ortog]

Super ! j'ai compris Gaétan !

 

Tiens puisque tu connais pas mal l'astrophysique, tu as peut etre la réponse à une question que je me pose depuis pas mal de temps...

 

La première génération d'étoile devait etre constituée d'étoiles massives. De ce fait, à leur mort (relativement vite puisque plus c'est massif, plus sa vie pas longtemps), les étoiles de première génération ont du finir en trou noir (j'espère que je dis pas de conn.... jusque là). Si cela est vrai, la quantité de matière perdue à nos yeux doit etre énorme .... La question est : y a t-il suffisament de trous noirs par rapport à ce qu'y aurait du y avoir si l'on suit ce raisonnement ?

 

Une autre question en rapport avec le post précédent : l'univers n'a gardé que la matière au détriment de l'anti-matière. cela, parce qu'il n'y a pas entièrement symétrie. Est-ce que ca marche pour les particules crées par le vide quantique ?

je suppose que non.

 

J'arrive pas à imaginer un univers qui meurt par manque de matière

[Raphx]

Message écrit par Astrosteph@Jan 21 2005, 12:57 PM

Comme ceci:

 

face externe |miroir| face interne....................face interne |miroir| face externe

](texte cité)

 

 

merci......

[darko]

salut Gaétan

Pour que de telles particules se matérialisent, il faut opérer ce qu'on appelle une polarisation du vide. Un champ de force (électrostatique ou gravitationnel par exemple) peut éloigner suffisament les particules virtuelles l'une de l'autre pour qu'elles ne puissent plus s'annihiler. Ce faisant, il faut fournir autant d'énergie que ce qui est pompé au vide. Il n'y a donc pas de création d'énergie à partir de rien et la loi de concervation de l'énergie reste vérifiée.

 

serait il possible que tu nous donne quelques liens à visiter pour avoir plus de détails sur cette polarisation du vide.

 

merci d'avance

[Gaétan]

Orthog, pour ta premier question, je ne sais pas très bien. Pour ma part, je pensais que les étoiles des amas globulaires étaient des étoiles de première génération et donc petite vu leur grand âge. Mais j'imagine que ta question est trop exigeante pour les connaissances actuelles. Par exemple, personne ne sait s'il y a des trous noirs dans le milieu intergalactique ou des trucs comme ça. Pour qu'un trou noir soit visible, il faut que de la matière tombe dessus. Même l'espace interstellaire est en moyenne trop ténu que pour disposer de donnée précise sur le nombre de trous noirs dans la galaxie. Et beaucoup de questions restent en suspend comme la formation des galaxies. D'après ce qui est connu de la physique, les galaxies n'auraient pas pu se former aussi vite à partir de la matière que l'on observe. De là, il a été supposé l'existance de matière sombre. Pourquoi pas des trous noirs, j'en sais rien ? Mais il y a certainement des gens qui sont en train d'y réfléchir.

 

Pour ta deuxième question, je suppose que non. La dissymétrie dont tu parles se situe au niveau de la désintégration d'une particule par rapport à la désintégration de son antiparticule. Dans le vide quantique, il s'agit d'annihilation, qui est 100% symétrique (il me semble). Les particules virtuelles ne doivent sans doute pas exister assez longtemps que pour se désintégrer. De nouveau, il faudrait fournir l'énergie nécessaire pour suffisament séparer les particules. Je ne suis pas sûr de ce que je dis donc j'arrête.

 

Je ne connais pas de lien qui parle en détail de la polarisation du vide. D'ailleurs je n'en sais guerre plus. J'ai malgré tout ceci sur le site de Lombry qui parle du rayonnement Hawking qui est du à une polarisation du vide par le champ gravitationnel d'un trou noir.

http://www.astrosurf.org/lombry/trounoir5.htm