Le photon et le maitre-nageur

[GéGé]

 

Bon, je vais attendre la suite!

[Invité D.JeeP]

Voir post 72

[Jeff Hawke]

J' ai un exemple vécu :

 

Je perds une gourmette en argent à la plage , je prends un masque , je la cherche , longtemps , et je la considère comme perdue ( ces satanés photons éclairaient certaines zones et en laissaient d' autres à l' ombre ! )

 

J' y retourne 1 heure après , le soleil a tourné , et dès mon entrée dans l' eau je vois briller un des maillons de la gourmette ( quels plaisantins , ces photonsqui ont décidé d' un coup de changer de trajectoire ! )

 

Human Go Too, nous ne parlons pas de la même chose. Tu me décris le comportement de la lumière tel que le comprend la physique classique. Ce qui se passe, c'est que la MQ, réputée plus précise, et donc selon toute vraisemblance plus juste et plus exacte pour décrire le monde, tente d'expliquer ce qui se passe avec le comportement (probabiliste) des photons, qui se baladent partout (et pas seulement en ligne droite), et qui permettent de rendre compte des phénomènes avec une grande précision, mais avec des explications qui mettent à mal localité et/ou causalité, ou je ne sais quoi.

 

Les photons passent partout (ils ne vont pas en ligne droite), et non pas seulement en D, mais ce sont eux, en D, qui gagnent le lot probabiliste d'exister pour passer, lorsqu'il s'agit d'aller vers C. Et faisant cela, ils donnent naissance à l'indice de réfraction "qui va bien"...

 

 

Les seuls « choix » qui restent au photon (en admettant -provisoirement- que l'on accorde le statut de réalité quelconque, autre que conceptuelle, à cet objet), c'est son angle de réfraction (et non pas le point qu'il va atteindre) et la vitesse avec laquelle il va se propager dans ce deuxième milieu.

Ben oui, il "choisit" l'angle et la vitesse qui vont bien (ou alors le point d'entrée qui va bien).

 

La physique « classique » nous dit qu'il y a une corrélation mathématique entre vitesse, angle et durée du trajet (qui est automatiquement optimisée). La différence entre la physique classique et la quantique est que la première se fonde sur la conservation des fronts d'onde,

... Théorie ondulatoire, dont on sait que c'est un modèle insuffisant pour la lumière, supplanté par la QED.

 

alors que la quantique instaure celle-ci en principe fondamental,

Ah ? Je ne vois pas bien, là.

 

Sur le fond, je me rends compte de la difficulté, en prenant cet exemple simple, bien connu en classique, d'illustrer l'étrangeté non locale du comportement des photons.

 

Je vais donc tenter, dans un autre fil, de prendre un autre exemple simple (peut être la réflexion sur une vitre avec épaisseur), en donnant la description QED de Feynman. Là aussi, le rapport de photons au temps et à la distance est curieux.

[Invité D.JeeP]

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[Jeff Hawke]

C'est écrit là (post 1) : J'avais mal lu ?

 

Ce n'est pas un principe, ça

 

C'est ce qui est constaté.

 

Et que la QED va permettre d'expliquer (si on veut) avec de jolis calculs.

[Invité D.JeeP]

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[Jeff Hawke]

Cela fait 35 posts que tu le fais durer, ton suspense. C'est pas encore assez ? GéGé et moi nous avons une langue d'un mètre..

 

Mais il n'y pas de suspense. J'ai exposé le problème. Je n'ai pas la réponse (comment l'intelligence vient aux photons ?). Je n'ai pas la prétention de décortiquer la théorie, j'ai juste énoncé la façon dont elle procède, à chaque interaction (de tous les parcours possibles) elle donne la probabilité de ce qui arrive, et le résultat final est une belle trajectoire qu'un raisonnement naïf pourrait croire anticipé par les photons (mais en quantique, on ne peut raisonner avec nos habitudes), qui dont révèle une étrangeté dans le comportement des photons, mais ça marche.

 

 

Note : L'ondulatoire n'explique rien, même de façon étrange, elle ne donne qu'un modèle, qui est assez faux, in fine (comme la gravité de Newton), même s'il est utilisable dans la vie courante.

[Invité D.JeeP]

Voir post 72

[ArthurDent]

C'est vrai que le vocable "particule" est un piège : En QED les "particules" sont des objets qui n' ont rien à voir avec les petites billes qu' on associe implicitement au mot "particule". Et effectivement, c' est assez fascinant de voir que le principe de moindre action est toujours là , même dans la physique bizarre des "particules".

 

Pour "sentir" comment marche la description quantique de l' électromagnétisme, je trouve que l' approche de R. Kleiss est intéressante :

On part de l' expérience des fentes d' Young. On se résigne à accepter l' idée que pour calculer la probabilité de détecter un photon en un point A du détecteur, il faut tenir compte des deux trajectoires possibles. C' est incontournable.

 

On trouve assez facilement une loi qui donne l' amplitude de probabilité en fonction des 2 trajectoires possibles.

 

Avec 3 fentes sur l' écran, on devine (et on vérifie) que la probabilité dépends des contributions des 3 trajectoires possibles.

 

Ensuite, on complexifie l' expérience, en augmentant le nombre d' écran , et le nombre de fentes.

 

On aboutit , à la limite , à l' expérience des fentes d' young avec une infinité de fentes, et une infinité d' écrans, entre la source et le détecteur.

On constate que la probabilité que la particule soit détectée en un point A dépends,c'est logique, des contributions d' une infinité de trajectoires possibles.

 

Et là on recule d' un pas, et on s' aperçoit que l' expérience précédente est la même que celle dans laquelle il n' y a que du vide entre la source et le détecteur. On a tellement mis d' écrans qu'ils remplissent tout l'espace disponible, mais il y a tellement de fentes dans chaque écran qu'il n' y a plus aucune matière entre les fentes, à la limite.C' est l' expérience des fentes d' Young virtuelles

 

Conclusion: Là où en optique classique le photon suit une seule trajectoire, en "optique quantique", le photon suit une infinité de trajectoires, qui contribuent toutes (plus ou moins) à la détection de la particule au point A. Il "explore" tout le milieu qui sépare la source du détecteur. C' est celà l'origine de ce que Jeff appelle l' "intelligence du photon".

Ensuite, qu' on se représente cette "exploration" par une onde, un champ, ou une infinité de trajectoires, c'est une question de goût, il a par ailleurs été montré que les représentations étaient équivalentes.

 

C' est vrai pour toute "particule" se comportant comme le photon dans l' expérience des fentes d' young.

Cette conclusion est robuste, elle découle d' un seul fait expérimental : les "particules élémentaires" produisent des interférences.

[HUMAN GO TOO]

Je butte sur un concept similaire depuis au moins 2 ans :

 

supposons , dans le vide intersidéral , 2 micro particules qui se heurtent par hasard , et qui émettent UN SEUL ET UNIQUE PHOTON !

 

ce photon , d' après ce que vous dites , prendra TOUTES les trajectoires possibles ! ( sans doute sous la forme d' une "bulle" immense ! )

 

A quelques semaines - mois - ou années lumière de là , une planète , avec un être équipé pour voir UN photon ! Et là , miracle , il le voit !

 

A partir de ce moment là , plus personne ne peut le voir !

 

Dans les quatre dimensions ( ou plus ) de l' Univers , doit on y voir une intelligence et une volonté du photon d' arriver dans l' oeil de l' observateur ?

 

Les autres observateurs sont donc lésés de cette vision , parce que , quelques micro secondes plus tôt dans le temps , il y en a eu un plus " chanceux " que les autres ! ( où est la volonté dans le mot chanceux )

 

Pourquoi ce photon a-t'il choisi CET OBSERVATEUR ?

 

Et surtout , à l' autre bout de cette bulle immense , dans la même micro- seconde , l' information arrive instantanément ( à plusieurs années lumière ! ! ! ! ! ! ) qu' il n' y a plus de photon à voir !

Car on peut supposer , que quelques milli-secondes de distance-temps après la " capture " , il y avait , diamétralement opposé , quelques milliards de personnes aptes à recueillir ce photon !

 

Quelle est le soi- disant chemin le plus court , choisi par le photon ( dans toutes les dimensions )?

 

Quel est le principe de " moindre action " ( toujours dans toutes ces dimensions )

 

Et je ne rajoute pas les hypothétiques " dimensions enroulées " que mes lectures disent être toutes parcourues dans tous les cas par tout ce qui se déplace ( ondes ou particules )

[Goosebumps]

Bonjour tout le monde!

 

Quand j'ai lu le 1er post de Jeff, j'ai tout de suite pensé au problème de l'électricité qui prend le chemin le plus court. Sans rentrer dans le détail pour ne pas s'écarter du sujet: j'ai l'impression que l'on oublie un peu que le détecteur a peut être un rôle à jouer. L'electricité prend le chemin le plus court parce que les électrons sont attirés d'un point vers l'autre. Ne peut on pas faire le rapprochement avec le photon qui change de milieu?

 

L'electron comme le photon évidemment ne sait pas quel est le chemin le plus court, mais pour reprendre ce qu'à dit ArthurDent: Le photon "explore tout le milieu qui sépare la source du détecteur". Ce n'est qu'une fois détecté que le "trajet" du photon nous apparait.

 

Sur une échelle de 1 à 10, c'est con comment comme hypothèse??

[GéGé]

On retrouve en électricité le principe d'économie: le courant "emprunte" le chemin par lequel il produira le moins d'énergie: le moins de chaleur et le moins de champ électromagnétique, donc l'impédance la plus faible.

[Jeff Hawke]

J'ai montré que la gravitation newtonienne contient déjà de facto le concept de déformation de l'espace. Et, si on injecte la donnée découverte bien après Newton de l'invariance de la vitesse de la lumière, on trouve aussi la déformation du temps. Il n'y a donc pas de raison de considérer que la gravitation newtonienne est fausse parce que Newton a le tort d'être mort et qu'il n'a pas eu l'occasion de mettre à jour sa théorie...

Il y a quand même le problème des "forces", qui agissent à distance, et instantanément. Par contre, pour les ajustements spatio-temporels dont tu parles, je ne sais pas...

 

En ce qui concerne la propriété stupéfiante (en gros : principe de moindre action) de la lumière, c'est la même chose : elle est déjà contenue dans la physique « classique » (et tout dépend de ce que l'on veut bien mettre dans celle-ci).

Ben non, je ne trouve pas. Elle est édictée en principe, mais n'est pas contenue dans les explications classiques. Elle tombe du chapeau.

 

Jacques Lavau signale notamment que la non-localité est implicite dans la physique ondulatoire, sans que cela signifie une grande étrangeté...

Dans ce cas, l'étrangeté réside dans l'onde. C'est quoi ce machin qui fait onduler du vide ?

 

Cette conclusion est robuste, elle découle d' un seul fait expérimental : les "particules élémentaires" produisent des interférences.

Merci pour le coup de main sur ce sujet, Arthur...

 

Et surtout , à l' autre bout de cette bulle immense , dans la même micro- seconde , l' information arrive instantanément ( à plusieurs années lumière ! ! ! ! ! ! ) qu' il n' y a plus de photon à voir !

Oui, c'est un peu ça. Dès que la trajectoire est déterminée, les autre s'évanouissent dans le néant (ce n'est pas le vide ). Ce n'est pas concevable avec nos notions habituelles d'espace, de temps, et de localité.

 

Ca ne veut pas dire qu'il y a un dessein, un choix, une intelligence dans les particules, mais il y a un comportement difficile à se représenter.

 

Et je ne rajoute pas les hypothétiques " dimensions enroulées " que mes lectures disent être toutes parcourues dans tous les cas par tout ce qui se déplace ( ondes ou particules )

Oui, pas besoin, c'est déjà assez compliqué comme ça. De toutes façons, elles sont toutes petites... petites...encore plus que ça...

[Goosebumps]

On retrouve en électricité le principe d'économie: le courant "emprunte" le chemin par lequel il produira le moins d'énergie: le moins de chaleur et le moins de champ électromagnétique, donc l'impédance la plus faible.

 

Entièrement d'accord avec toi GG. Mais en faisant l'analogie avec le problème de Jeff, la question serait: "Comment le courant connaît-il le chemin qui lui coute le moins d'énergie?"

 

Je sais bien que les problèmes sont un peu différents, mais j'ai trouvé que les 2 questions avaient quand même quelques similitudes, et par conséquent la solution aussi?

[Invité D.JeeP]

Voir post 72

[ChiCyg]

Jeff Hawke, est ce que Maupertuis et son Principe de moindre action répond à tes questions ?

Maintenant, voici ce principe, si sage, si digne de l'Etre suprême : lorsqu'il arrive quelque changement dans la Nature, la quantité d'Action employée pour ce changement est toujours la plus petite qu'il soit possible.

(tiré de Wikipédia). Bon, OK, dans sa formulation, (l'Etre suprême), je me doute que ça ne va pas te convenir. Malgré tes préventions ce principe "marche" bien : Lagrange, Euler,d'Alembert, Einstein, Feynman l'ont adopté

 

Je pense que ta quête du "pourquoi" est vaine. En physique, on pose des principes et on vérifie que ça marche (ou pas). Le pourquoi, lui, est du domaine de l'Etre suprême :).

[Jeff Hawke]

la question serait: "Comment le courant connaît-il le chemin qui lui coute le moins d'énergie?"

 

Je sais bien que les problèmes sont un peu différents, mais j'ai trouvé que les 2 questions avaient quand même quelques similitudes, et par conséquent la solution aussi?

La circulation du courant, c'est le déplacement d'un champ électromagnétique, il me semble ? C'est donc le même problème, de photons malins..

 

Celle-ci passe directement de la vitesse aux angles de la trajectoire. Or, on démontre mathématiquement que cette relation vitesse/angle est équivalente à un extremum. Ce serait donc plutôt un théorème. Donc, si on la démontre, je ne trouve pas que l'on puisse la déclarer « sortie du chapeau ».

Si, à cause des angles. Qui sont constatés en physique classique, et non, expliqués, comme en QED.

 

Jeff Hawke, est ce que Maupertuis et son Principe de moindre action répond à tes questions ?

(tiré de Wikipédia). Bon, OK, dans sa formulation, (l'Etre suprême), je me doute que ça ne va pas te convenir. Malgré tes préventions ce principe "marche" bien : Lagrange, Euler,d'Alembert, Einstein, Feynman l'ont adopté

Un principe explique des choses, mais qu'est-ce qui sous tend le principe ?

 

Je pense que ta quête du "pourquoi" est vaine. En physique, on pose des principes et on vérifie que ça marche (ou pas). Le pourquoi, lui, est du domaine de l'Etre suprême :).

Euh...On essaie d'analyser de plus en plus finement ce qu'il y a derrière les "principes"...

 

Il ne s'agit de "pourquois" de type Être Suprême, mais des pourquois d'approfondissement.

 

Sinon, on serait restés à "la nature a horreur du vide"...

[ArthurDent]

D'accord avec ChiCyg, et j' ajouterais que l'Être Suprème a prévu un endroit bien chaud pour ceux qui posent la question.

[ArthurDent]

Bien bien ... Ceci posé, le sujet devient donc : "Expliquez d'où sort le principe de moindre action"

 

La réponse m' intéresse aussi. Les cordistes répondront sûrement un truc du genre : Parce que nous vivons dans une région du Paysage qui possède ce genre de propriété.

[Jeff Hawke]

Bien bien ... Ceci posé, le sujet devient donc : "Expliquez d'où sort le principe de moindre action"

Mais même la réponse à cette question risque de ne pas régler le problème : Comment les photons sont ils au courant de ce principe, et surtout, comment s'y prennent-ils pour le respecter ?

[Jeff Hawke]

Intéressant, pour ceux qui sont intéressés par ce petit bouquin hautement recommandable de Feynman, et qui lisent l'anglais, je l'ai trouvé en PDF gratos sur la toile : http://evil-wire.org/arrrXiv/Physics/FeynmanLectures/Feynman,_QED.pdf

[GéGé]

Entièrement d'accord avec toi GG. Mais en faisant l'analogie avec le problème de Jeff, la question serait: "Comment le courant connaît-il le chemin qui lui coute le moins d'énergie?"

Ben oui, je ne comprends pas la question. Elle est très.... "humaine".

La question que je me pose est: d'où vient cet universel principe d'économie (de moindre action)? Où est l'information qui remplit l'univers de ce principe, et y a t-il seulement une information?

[astrotophe]

Ben oui, je ne comprends pas la question. Elle est très.... "humaine".

La question que je me pose est: d'où vient cet universel principe d'économie (de moindre action)? Où est l'information qui remplit l'univers de ce principe, et y a t-il seulement une information?

Limiter l'accroissement d'entropie

Le principe d'économie est fortement humain : comment en faire le moins possible.

[GéGé]

Limiter l'accroissement d'entropie

Cela ne fait que décaler le problème!

 

Le principe d'économie est fortement humain : comment en faire le moins possible.

C'est normal: l'Homme fait partie de Tout.

Mais on s'égare....

 

[Invité D.JeeP]

Voir post 72

[GéGé]

Je voulais parler de Maupertuis et son Principe de moindre action.

 

[astrotophe]

Cela ne fait que décaler le problème!

 

 

C'est normal: l'Homme fait partie de Tout.

Mais on s'égare....

 

Exact

[Invité D.JeeP]

Voir post 72

[GéGé]

Et je voulais dire que je ne je comprenais pas l'application de ce principe en électricité, selon la formulation de ton post 42.

Vois tu une autre explication à ce qu'un courant électrique (la propagation guidée d'un champ électromagnétique) emprunte le chemin de moindre impédance?

Si oui, je suis preneur, j'ai envie de savoir!

[Invité D.JeeP]

Voir post 72