notre monde est-il quantique?

Dodgson · 28 avril 2010

Je crains de ne pas saisir "une étoile à neutrons est un noyau atomique", il y a quelque chose qui m'échappe là !

Bon, je vais essayer d'aller moins vite. J'ai cité en intégralité, avant ma question, un paragraphe sur les étoiles à neutrons, tiré du "Dictionnaire de la physique - atomes et particules" (Encyclopaedia Universalis/Albin Michel, 2000). L'article commence par la phrase, que normalement vous avez dû lire :

"Dès qu'un noyau possède un nombre de masse trop grand (A > 250), il a tendance à ne pas pouvoir exister."

Noyau, nombre de masse A, il ne peut s'agir que d'un noyau atomique.

Suit un petit raisonnement physique sur l'étoile à neutrons, dont la conclusion, que normalement vous avez dû lire, est :

"ce type d'étoile, de 10 km de rayon, est en fait un gigantesque noyau de A = 10 puissance 57 et d'une densité voisine de 10 puissance 14 grammes par centimètre cube."

D'où ma question : "Peut-on tenir le raisonnement suivant : un noyau atomique est un objet quantique, une étoile à neutrons est un noyau atomique, donc une étoile à neutrons est un objet quantique ? "

Cela devrait être clair maintenant.

Modifié 28 avril 2010 par Dodgson
orthogrape

Dodgson · 28 avril 2010

Je me demande si cette propriété ne découle pas du fait que l'hélium est un gaz dit parfait (gaz noble ou gaz rare)?

D'après ce que je crois comprendre, cela vient de deux raisons :

1) Le noyau de l'isotope hélium 4 a un nombre pair de neutrons, l'atome d'hélium 4 est donc un boson.

2) Quand on refroidit suffisamment un gaz, il devient liquide, puis, si on continue, il se solidifie. L'hydrogène lui-même se solidifie à 14,1 K. Mais l'hélium fait exception, il reste liquide jusqu'au zéro absolu (sauf si on le met sous une pression d'au moins 25 atmosphères). Quand l'isotope hélium 4 est dans cet état liquide, à 2,17 K il devient un "condensat de Bose" appelé superfluide.

iksarfighter · 29 avril 2010

"Dès qu'un noyau possède un nombre de masse trop grand (A > 250), il a tendance à ne pas pouvoir exister."

Je pense qu'il parle d'un noyau "classique" contenant protons et neutrons, les neutrons n'apportent que des forces attractives et participent davantage à la cohésion du noyau. Les protons apportent en plus des forces attractives des forces répulsives.

Les protons apportent le nuage électronique qui permet à l'atome d'exister "normalement".

Un noyau constitué uniquement de neutrons pourrait sans doute contenir autant de neutrons que l'on voudrait mais serait un objet vraiment exotique et peut-être impossible à obtenir en dehors du cas particulier de l'effondrement d'une étoile ?

Dodgson · 29 avril 2010

"Dès qu'un noyau possède un nombre de masse trop grand (A > 250), il a tendance à ne pas pouvoir exister."

Je pense qu'il parle d'un noyau "classique" contenant protons et neutrons, les neutrons n'apportent que des forces attractives et participent davantage à la cohésion du noyau. Les protons apportent en plus des forces attractives des forces répulsives.

Les protons apportent le nuage électronique qui permet à l'atome d'exister "normalement".

Un noyau constitué uniquement de neutrons pourrait sans doute contenir autant de neutrons que l'on voudrait mais serait un objet vraiment exotique et peut-être impossible à obtenir en dehors du cas particulier de l'effondrement d'une étoile ?

Oui, vous avez raison, à une nuance près : ce noyau "classique" n'est pas un objet "classique" mais un objet "quantique". Comme le dit Bernard Diu dans le "Prologue" de son livre "Les atomes existent-ils vraiment ?" :

"Que l'on se rassure : les atomes existent, bel et bien. Pourtant, quelque puriste pointilleux pourrait s'interroger sur la signification de cette expression : que doit-on entendre par "existence réelle" s'agissant d'objets dont la taille se mesure en cent millionièmes de centimètre et dont le comportement obéit à des lois (celles de la mécanique quantique) si fondamentalement distinctes de celles que nous avaient enseignées plusieurs siècles de physique dite "classique" (comme la musique), depuis Galilée et Newton ?"

Donc, si l'on dit que le noyau est un objet quantique, et que l'étoile à neutrons est un noyau, on peut légitimement (à mon avis) poser la question : une étoile à neutrons est-elle un objet quantique ? Du fait que, comme le noyau atomique, elle obéit (en plus de celles de la relativité générale) à des lois quantiques fondamentalement distinctes de la physique classique (et analogues à celles qui régissent le noyau atomique, la chromodynamique quantique en particulier), je pencherais plutôt pour la réponse positive. J'ai lu plusieurs fois des physiciens qui disent que naines blanches et étoiles à neutrons sont des objets quantiques, je vais essayer de retrouver les références, je crois me souvenir en particulier de J. Dalibard.

YpH · 29 avril 2010

A prendre ou à laisser

La première partie de Conférence que Nassim Haramein a réalisée dans la libraire métaphysique de la vallée de Rogue en 2003, sous-titré Fr.

"passage en revue de toute la physique depuis les objets universels jusqu'aux particules subatomiques en passant par la conscience, les civilisations antiques, la chimie, la biologie, etc..."

http://www.youtube.com/user/JihonIslava#p/a/14D582A67C9C7EFA/0/6K6BJs6J4-Q

iksarfighter · 29 avril 2010

J'ai employé le terme "classique" à tort, je voulais dire un noyau atomique "ordinaire", constitué de protons et de neutrons et qui se trouve au cœur de nos chers atomes bien connus.

Par opposition à des noyaux plus "exotiques" comme les étoiles à neutrons ou bien des amas bien plus petits et constitués uniquement de neutrons et dont il resterait à démonter l'existence.

Snark · 29 avril 2010

"ce type d'étoile, de 10 km de rayon, est en fait un gigantesque noyau de A = 10 puissance 57 et d'une densité voisine de 10 puissance 14 grammes par centimètre cube."

.

Merci, j'ai compris à présent, mais un noyau composé de neutrons est déjà différent d'un noyau atomique qui comporte obligatoirement des protons (au moins un).

Mais la comparaison reste intéressante, je n'y avais jamais pensé.

A cogiter donc

Snark · 29 avril 2010

D'après ce que je crois comprendre, cela vient de deux raisons :
1) Le noyau de l'isotope hélium 4 a un nombre pair de neutrons, l'atome d'hélium 4 est donc un boson.

Effectivement, mais je n'ai jamais beaucoup aimé ce type de boson composé de fermions, ça ma toujours laissé dubitatif.

Dodgson · 30 avril 2010

J'ai lu plusieurs fois des physiciens qui disent que naines blanches et étoiles à neutrons sont des objets quantiques, je vais essayer de retrouver les références, je crois me souvenir en particulier de J. Dalibard.

Bon, ça y est, j'ai retrouvé une référence :

http://catalogue.polytechnique.fr/site.php?id=87&fileid=473

On y trouve :

"La théorie quantique seule permet de comprendre certains états et processus cosmiques : formation et évolution d'étoiles, existence d'astres quantiques comme les naines blanches ou les étoiles à neutrons."

(texte de Jean-Louis Basdevant et Jean Dalibard, avril 2003)

"astres quantiques", c'est écrit en toutes lettres.

Jeff Hawke · 30 avril 2010

"La théorie quantique seule permet de comprendre certains états et processus cosmiques : formation et évolution d'étoiles, existence d'astres quantiques comme les naines blanches ou les étoiles à neutrons."

Cela dit, il y a quand même une nuance entre un objet seulement compréhensible par la théorie quantique, et un objet quantique.

A parler strictement, rien de notre monde ne peut être compris sans la théorie quantique, puisque celle-ci est à la base de la stabilité des atomes, et de toute la chimie.

Mais, selon moi, un objet quantique est un objet qui a un comportement régi par les lois quantiques. Par exemple, l'Hélium super fluide. Mais est-ce le cas de l'étoile à neutron ?

Son étoffe est certes le siège de comportements quantiques, mais en tant que corps stellaire, elle est "classique" il me semble, elle ne saute pas d'un endroit à l'autre, ni ne se masque dans une onde de probabilité, ni n'escalade les parois d'un tube à essais... :cool:

Dodgson · 30 avril 2010

Cela dit, il y a quand même une nuance entre un objet seulement compréhensible par la théorie quantique, et un objet quantique.

A parler strictement, rien de notre monde ne peut être compris sans la théorie quantique, puisque celle-ci est à la base de la stabilité des atomes, et de toute la chimie.

Mais, selon moi, un objet quantique est un objet qui a un comportement régi par les lois quantiques. Par exemple, l'Hélium super fluide. Mais est-ce le cas de l'étoile à neutron ?

Son étoffe est certes le siège de comportements quantiques, mais en tant que corps stellaire, elle est "classique" il me semble, elle ne saute pas d'un endroit à l'autre, ni ne se masque dans une onde de probabilité, ni n'escalade les parois d'un tube à essais...

C'est sûr que ça ne saute pas aux yeux comme dans le cas des superfluides. Il serait intéressant de faire une petite statistique parmi les physiciens et astrophysiciens pour savoir combien considèrent les naines blanches et/ou les étoiles à neutrons comme des objets astronomiques quantiques. Pour le moment je n'ai trouvé que Jean-Louis Basedevant et Jean Dalibard (pour les naines blanches et les étoiles à neutrons) et Bernard Silvestre-Brac (pour les étoiles à neutrons). Il y a bien Michel Cassé qui a écrit que toutes les étoiles sont des "astres quantiques", mais il a une certaine tendance à l'exaltation.

A part ça, je pense que le petit pdf (6 pages)

http://catalogue.polytechnique.fr/site.php?id=87&fileid=473

devrait vraiment vous intéresser.

iksarfighter · 30 avril 2010

C'est illisible, le watermark "ECOLE POLYTECHNOK" me brûle les yeux et perturbe la lecture.

Comme quoi grande intelligence peut souvent rimer avec grande bêtise.

Dodgson · 30 avril 2010

C'est illisible, le watermark "ECOLE POLYTECHNOK" me brûle les yeux et perturbe la lecture.
Comme quoi grande intelligence peut souvent rimer avec grande bêtise.

Bizarre (et dommage), sur mon écran il est à peine visible.

Snark · 30 avril 2010

Son étoffe est certes le siège de comportements quantiques, mais en tant que corps stellaire, elle est "classique" il me semble, elle ne saute pas d'un endroit à l'autre, ni ne se masque dans une onde de probabilité, ni n'escalade les parois d'un tube à essais...

Je pense que n'importe quel objet présente un comportement quantique, mais lié à sa longueur d’onde de de Broglie, et donc pour une masse importante cet effet est insignifiant, un peu comme les effets relativistes pour les faibles vitesses.

iksarfighter · 30 avril 2010

Oui désolé Dogson, je suis trop sensible aux perturbations (pub, watermark, bruit ambiant) quand je lis un texte qui demande de la concentration, dommage c'était très agréable à lire.

...un peu comme les effets relativistes pour les faibles vitesses.

C'est joli comme comparaison On pourrait aussi rajouter "et les faibles gravités".

Au fait on pourrait aussi se poser la question "Notre monde est-il relativiste ?" !

BNTLM.

Modifié 30 avril 2010 par iksarfighter

Dodgson · 30 avril 2010

Oui désolé Dogson, je suis trop sensible aux perturbations (pub, watermark, bruit ambiant) quand je lis un texte qui demande de la concentration, dommage c'était très agréable à lire.

Pas de problème. Quant à l'origine du watermark qui pollue ce cours de mécanique quantique de l'école polytechnique : il ne vient certainement pas des auteurs du texte; je soupçonnerais plutôt soit le directeur des études, soit l'imprimerie de l'école elle-même, peut-être par une sorte de vanité, ou alors pour éviter vols et piraterie. Je pense qu'il est systématique sur les cours; mais il n'apparaît pas sur les quelques vrais livres publiés par les éditions de l'école polytechnique.

iksarfighter · 30 avril 2010

Oui c'est pour éviter le photocopillage ou le piratage, mais c'est assez lourdingue comme marquage quand même héhéhé ! On doit pouvoir faire plus fin et plus soft, surtout venant de l'ENP.

Ooops suis pas encore couché ! Pas bien ça !

BN !

iksarfighter · 3 mai 2010

Bon je normalise un peu ma réponse précédente :

"Oui le monde est quantique, mais les effets quantiques ne se font ressentir qu'à toute petite échelle (niveau particulaire et atomique), sauf pour des cas comme les étoiles à neutrons ou bien l'hélium superfluide. Les effets quantiques par contre disparaissent quand on considère le monde macroscopique à cause du phénomène de décohérence dont on parle ici : http://www.webastro.net/forum/showthread.php?p=858278#post858278"

Pourquoi n'y-a-t-il pas de décohérence pour l'Hélium superfluide ???

Est-il superfluide parce que justement il n'interagit pas ?

Jeff Hawke · 3 mai 2010

A part ça, je pense que le petit pdf (6 pages)

http://catalogue.polytechnique.fr/site.php?id=87&fileid=473

devrait vraiment vous intéresser.

Oui, il est effectivement intéressant (et le watermark (?) ne pose pas de pb sur une version imprimée, on ne le voit qu'à peine).

J'ai quand même trouvé surprenante cette affirmation en page 10 selon laquelle Einstein aurait eu raison contre la majorité des physiciens de son époque en pensant que l'interprétation de la mécanique quantique posait un véritable problème physique... :b:

Bohr, Heisenberg et quelques autres avaient parfaitement vu le problème, et y avait apporté des éléments de réponse autrement plus pénétrants que la (mauvaise) réponse d'Eisntein.

C'est d'autant plus curieux que les auteurs puissent dire cela, qu'ils admettent explicitement que la réponse d'Albert n'était pas la bonne... Il y a une incohérence, là, il me semble.

ArthurDent · 3 mai 2010

.

Modifié 4 mai 2010 par ArthurDent

Jeff Hawke · 4 mai 2010

C'est la question qui était la bonne, Jeff.

Mais il n'était pas le seul à la poser.

C'est cette idée qu'il ait eu raison contre la majorité des physiciens de l'époque qui me surprend...

(et je trouve que les commencements de débuts d'éléments de réponse fournis par d'autres étaient plus pertinents que les siens....)

Modifié 4 mai 2010 par Jeff Hawke

Dodgson · 4 mai 2010

Oui, il est effectivement intéressant (et le watermark (?) ne pose pas de pb sur une version imprimée, on ne le voit qu'à peine).

J'ai quand même trouvé surprenante cette affirmation en page 10 selon laquelle Einstein aurait eu raison contre la majorité des physiciens de son époque en pensant que l'interprétation de la mécanique quantique posait un véritable problème physique...

Bohr, Heisenberg et quelques autres avaient parfaitement vu le problème, et y avait apporté des éléments de réponse autrement plus pénétrants que la (mauvaise) réponse d'Eisntein.

C'est d'autant plus curieux que les auteurs puissent dire cela, qu'ils admettent explicitement que la réponse d'Albert n'était pas la bonne... Il y a une incohérence, là, il me semble.

La phrase exacte de Basdevant et Dalibard est :

"En un sens, on réalise maintenant qu'en opposition avec la majorité des physiciens de son époque, c'est Einstein qui avait raison de penser que l'interprétation de la mécanique quantique pose un véritable problème, même si la solution à laquelle il pensait n'était peut-être pas la bonne."

Pour ma part, je ne comprend pas le "peut-être" : la solution à laquelle il pensait n'était pas la bonne. Sinon, il est exact que les physiciens qui se préoccupaient du problème de l'interprétation étaient une petite minorité. Bohr et Heisenberg donnaient des éléments de réponse qui n'avaient rien de concluant, et la grande majorité des physiciens ou bien les acceptaient sans trop regarder, ou bien, le plus souvent, s'en moquaient complètement, se contentant de "calculer" (en fait c'était un peu plus que des calculs, notamment le développement de l'électrodynamique quantique), de vérifier que ça marchait et que l'on pouvait en tirer des applications techniques.

La renaissance des problèmes d'interprétation, du moins ceux en liaison avec le paradoxe EPR, commence avec David Bohm (1951) puis Louis de Broglie (1952) et John Bell (1964). Déjà en 1948, sans rien publier là-dessus, Bell s'était intéressé à la question : "En 1948 - j'étais étudiant à l'époque - je découvris l'article EPR et fus fort intrigué; le problème plus général de variables cachées me fascina. J'essayai d'y réfléchir, mais en vain. Je repoussai donc une telle investigation à plus tard. Sans doute n'étais-je pas assez mûr ? Puis j'eus une grande illumination, comme la lecture de la contribution de David Bohm en 1952. Là encore, ma réflexion n'aboutit pas à grand-chose sur le sujet". En France, encore en 1965, les physiciens qui s'intéressaient au sujet se comptaient sur les doigts d'une main, le plus célèbre étant Bernard d'Espagnat, qui publia cette année "Conceptions de la Physique contemporaine" chez Hermann.

Jeff Hawke · 4 mai 2010

Sinon, il est exact que les physiciens qui se préoccupaient du problème de l'interprétation étaient une petite minorité.

Peut-être, je ne sais pas, mais parler d'Einstein contre la "majorité" de l'époque sans mentionner Bohr, Pauli, Born, Von Neumann...c'est un peu abusif.

Bohr et Heisenberg donnaient des éléments de réponse qui n'avaient rien de concluant

Ce n'est pas mon avis.

La renaissance des problèmes d'interprétation, du moins ceux en liaison avec le paradoxe EPR, commence avec David Bohm (1951) puis Louis de Broglie (1952) et John Bell (1964).

Ces propos me surprennent, Bohr s'est préocuppé de cela jusqu'à sa mort en 1962, Heisenberg aussi (il publie Physics and Philosophy en 1958).

Tu sembles ne considérer que les tenants de la position "réaliste einsteinienne" comme se préoccupant d'interprétation (et aussi d'Espagnat, c'est vrai ).

Mais les tenants de l'interprétation de Copenhague, et contrairement aux allégations mensongères de Wikipedia, s'en préoccupaient aussi, et très sérieusement...

Dodgson · 4 mai 2010

Ces propos me surprennent, Bohr s'est préocuppé de cela jusqu'à sa mort en 1962, Heisenberg aussi (il publie Physics and Philosophy en 1958).

Tu sembles ne considérer que les tenants de la position "réaliste einsteinienne" comme se préoccupant d'interprétation (et aussi d'Espagnat, c'est vrai ).

Mais les tenants de l'interprétation de Copenhague, et contrairement aux allégations mensongères de Wikipedia, s'en préoccupaient aussi, et très sérieusement...

Attention, je suis centré sur la paradoxe EPR, je sais bien que pas mal de grands noms se préoccupaient du problème de la mesure (~chat de Schrödinger), mais le physicien lambda s'en fichait complètement. J'ai la réponse initiale de Bohr à EPR (Phys. Rev., 48, 696 (1935)), j'en ai traduit en bon français (enfin j'espère) les passages cruciaux, et ça me semble toujours un peu vaseux. Je suis preneur des références ultérieures où Bohr et Heisenberg débattent du paradoxe EPR; j'ai presque tous les livres de Bernard d'Espagnat et je ne me souviens pas d'y avoir vu ces références (et je ne vais pas me retaper quelques milliers de pages pour les retrouver au cas, fort possible, où j'aurais oublié). C'est bien une lignée Bohm => Broglie (normalement on ne doit pas mettre la particule) => Bell => Espagnat (même remarque que pour Broglie) => Aspect (en omettant un bon nombre de branches secondaires) qui ont remis EPR sur le tapis d'un point de vue *expérimental*, et c'est ça qui est fondamental. Comme l'écrivent Basdevant et Dalibard : "Nous possédons des réponses expérimentales, quantitatives, à des questions qui frôlaient la métaphysique". Je dirais même plus, nous sommes passés au stade de la métaphysique expérimentale.

A part ça, le texte de Basdevant et Dalibard n'est sans doute pas tiré d'un cours, mais d'un livre intitulé "Mécanique quantique" et paru en 2003 aux éditions de l'école polytechnique, ce qui explique sa diffusion confidentielle.

Jeff Hawke · 4 mai 2010

Attention, je suis centré sur la paradoxe EPR,

OK, avec cette précision je comprends mieux.

J'ai la réponse initiale de Bohr à EPR (Phys. Rev., 48, 696 (1935)), j'en ai traduit en bon français (enfin j'espère) les passages cruciaux, et ça me semble toujours un peu vaseux. Je suis preneur des références ultérieures où Bohr et Heisenberg débattent du paradoxe EPR;

Bohr en reparle en 49, dans son article où il parle de ses conversations avec Einstein. Et Heisenberg évoque la chose en 58, dans Physics and Philosophy... Mais c'est vrai que je n'ai rien vu de détaillé, tangible, et orienté expérience dans leurs écrits d'après les années 30. Je regarderai ce qu'il y a de Bohr dans son recueil d'écrits philosophiques des années 58 à 62.

qui ont remis EPR sur le tapis d'un point de vue *expérimental*, et c'est ça qui est fondamental.

Oui, je suis tout à fait d'accord.

johnchloe · 4 mai 2010

wouaa!

super débat même si je me suis perdu entre la suisse la France et l Italie!

on a l impression de se promener au milieux des scientifique travaillent au CERN ici!(critique positive)

merci a vous encor et encor!

ArthurDent · 4 mai 2010

.

Modifié 4 mai 2010 par ArthurDent

Jeff Hawke · 4 mai 2010

Justement, Einstein est un des premiers à avoir compris que la question d' interprétation n'était pas purement philosophique.

Oui je sais, et Bohr aussi.

C'est juste que c'est le seul bouquin de Bohr que j'ai sur ses écrits les plus récents...

Le paradoxe EPR a beau être une expérience de pensée à la base, c' est quand même de la physique, ce n' est pas de la philosophie.

La philosophie englobe la physique.

Einstein a clairement posé le problème physique caché dans le paradoxe EPR. Que la réponse qu'il avait imaginé pour le régler ne soit pas la bonne, c' est un détail (d' autant plus que le problème n' est toujours pas clairement tranché à ce jour

La réponse n'est pas tranchée parce qu'elle n'est pas réductible à la physique objective...Et ça, Bohr et Heisenberg l'avaient compris... Tant qu'on n'aura pas un peu mieux compris comment fonctionne notre cerveau, on ne "tranchera" pas cette question...

4 mai 2010

.

iksarfighter · 4 mai 2010

Le cerveau, et Aspect a bien insisté sur ce point dans sa conférence, a été conçu pour un monde non-quantique (et non-relativiste à y être), cela ne m'étonne donc pas que le monde quantique soit si déroutant.

Je ne comprends pas qu'Einstein ait voulu à tout prix faire rentrer la MQ dans un cadre rationnel, sans doute une conséquence de son éducation philosophique ou religieuse ?

Et pourtant le monde est certainement quantique, et relativiste aussi d'ailleurs ! :be: .

Il est quantique dès que l'on met un CD en lecture ou que l'on démarre son ordinateur !

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