lumiere et vitesse

[ecliptic]

noreply,

 

pour qu'une transaction soit réussie, comment se détermine la quantité d'énergie qui doit être échangée entre l'émetteur et le récepteur?

Modifié 11 février 2012 par ecliptic

[noreply]

Pour qu'une transition soit réussie, comment se détermine la quantité d'énergie qui doit être échangée entre l'émetteur et le récepteur? [/Quote]Par exemple, il faut qu'il existe entre les différents niveaux d'énergie du récepteur une différence correspondant à celle de la transition électronique dans l'émetteur.

Dans le cas des rayonnements ionisants, l'énergie émise est excédentaire : un électron est éjecté et emporte sous forme cinétique l'énergie résiduelle. Je ne pense pas que ce soit le cas le plus courant.

C'est moins clair pour d'autres types d'interactions, comme l'effet Compton, puisqu'il ne s'agit pas à proprement parler de transition.

 

Voici ce qui me semble une très bonne référence sur ce sujet :

http://lpsc.in2p3.fr/arnoud/Cours/documents/Master1/Master%20ITDD/Cours%20ITDD.pdf

Modifié 19 février 2012 par noreply

[iksarfighter]

Les électrons ne vont pas à c, ils sont aussi soumis à la règle de composition des vitesses.

 

Mais très intéressantes ces notions d’émetteur et de récepteur pour expliquer les particules/ondes.

Modifié 10 février 2012 par iksarfighter

[iksarfighter]

Si j'émets un photon dans le vide, vers une direction loin dans l'espace, il sait déjà où il ira, son récepteur est déjà déterminé et l'attend avec impatience ?

Je veux dire par là : le couplage est déjà réalisé ?

[Dr Eric Simon]

 

Ma perplexité s'organise autour de trois thèmes de réflexion.

 

1) Il n'y a pas de preuve que la lumière ait une réalité propre; de mon point de vue, le photon est seulement un concept pratique pour expliquer de manière intelligible et imagée comment les choses se passeraient ...s'il existait.

Il ne faut pas confondre cette contestation de l'existence physique du photon avec une contestation éventuelle -qui n'existe pas dans mon esprit- de l'utilité du concept pour rendre compte de la manière dont les phénomènes physiques se passent.

Rien n'indique qu'un atome puisse effectuer une émission d'énergie électromagnétique en l'abandonnant à son sort dans l'univers ...et advienne que pourra; et qu'il y ait ainsi de l'énergie égarée qui vogue au hasard dans l'univers, en espérant atteindre un jour une île accueillante... De mon point de vue, une émission doit toujours correspondre à une réception.

Autrement dit: un «photon» émis qui n'aurait pas été reçu, cela n'existe(rait) pas.

 

Comment conceptualises-tu la matérialisation du photon dans ton idée? Rappelons qu'un photon d'énergie supérieure à 1022 keV peut produire une paire électron-positron, bien réels!... Et toutes les autres particules avec suffisamment d'énergie (égale à la masse des particules en question).

 

 

2) Si on associe un référentiel à la vitesse de la lumière qui constitue l'interaction entre l'émetteur et le récepteur, on s'aperçoit que l'échange s'effectue dans un intervalle de temps nul. Le temps propre d'un photon étant toujours nul, il est difficile d'admettre que son sort ne soit pas scellé dès sa "création". En outre, comment pourrait-on imaginer un "photon libre"?

Ce temps nul réalise une sorte de court-circuit spatio-temporel entre émetteur et récepteur.

Nous sommes donc perplexes devant cette ubiquité du photon. Il faut bien dire que nous avons tendance à compliquer la vie à notre entendement, puisque cette ubiquité est le résultat de notre volonté de créer des référentiels dont toutes les horloges sont synchrones.

 

Je ne comprends pas pourquoi tu parles d'ubiquité... le photon se trouve quelque part entre l'émetteur et le récepteur, pas partout entre les deux. Il n'y a aucun court-circuit spatio-temporel.

 

 

3) En-dehors de la déformation de l'espace-temps par la masse, en-dehors de l'échange direct d'une partie de masse, l'échange d'énergie électromagnétique est le principal moyen par lequel des objets matériels peuvent entrer en interaction; le principal moyen par lequel un objet peut avoir un effet sur un autre; peut être cause d'un effet. La «lumière» (entendre: l'onde E-M) apparaît ainsi comme le principal vecteur de la causalité.

La causalité est le principal mécanisme par lequel notre univers prend un sens. Elle en structure complètement le fonctionnement, autant que la manière dont nous le comprenons.

 

Tu oublies tout un pan de la physique des particules, qui est régi par d'une part la force faible, dont les médiateurs sont les bosons Z et W, et d'autre part la force forte (qui fait interagir entre eux les quarks dans les nucléons) dont les médiateurs sont les gluons.

 

Le photon n'est pas le seul médiateur d'interactions ! C'est celui qui a la plus grande portée, certes.

[iksarfighter]

Pour en revenir au système émetteur/récepteur, c'est un peu ce que disait JH, il n'y a pas de particule qui va d'un endroit à un autre, il n'y a que des interactions avec des instruments de mesure.

[noreply]

Comment conceptualises-tu la matérialisation du photon dans ton idée?[/Quote]

J'ai parlé de « perplexité », pas d' «idée». Je ne développe pas une théorie ; au pire, une vision de la théorie, et encore, sur un point de détail : le sujet de l'espace-temps du photon.

Rappelons qu'un photon d'énergie supérieure à 1022 keV peut produire une paire électron-positron, bien réels!... Et toutes les autres particules avec suffisamment d'énergie (égale à la masse des particules en question). [/Quote]

C'est ce que tu veux dire en parlant de "matérialisation du photon", je suppose.

Ce n'est presque qu'une question de langage ; je présenterais les choses ainsi : "un atome (émetteur d'une certaine quantité d'énergie) est capable de provoquer à distance la création d'une paire électron-positron".

Je ne comprends pas pourquoi tu parles d'ubiquité... [/Quote]L'ubiquité, c'est être partout en même temps. C'est le cas dans le référentiel du photon ...du point de vue d'un «observateur» externe.

Il s'agit surtout de donner un sens au temps nul et à l'espace nul du photon.

Il y a 6 ou 7 ans (ou même plus), Rincevent me répondait sur Futura-Sciences qu'on ne peut pas se mettre dans le référentiel d'un photon. On rencontre encore régulièrement ce genre d'affirmation sur les forums.

C'est un exemple d'affirmation spécieuse : la vitesse c est une caractéristique qui différencie la matière de l'énergie ; un objet matériel ne peut donc pas se déplacer à la vitesse c par rapport à un autre ; mais rien n'interdit de définir un référentiel (imaginaire) associé au photon.

Mieux : ledit référentiel accompagne tout objet matériel : il en structure l'espace-temps, c'est-à-dire les paramètres en vertu desquels il interagit avec les autres objets matériels, en particulier au moyen de photons.

le photon se trouve quelque part entre l'émetteur et le récepteur, pas partout entre les deux. [/Quote]Mon propos était justement: «nulle part entre les deux»!

Le photon est un concept pratique pour rendre compte de la "granulosité" des échanges énergétiques entre objets matériels. Mais je pense que c'est une erreur d'attribuer une existence propre au photon, et, donc, de chercher à le localiser à un moment donné.

Mais on peut évidemment toujours faire "comme si".

Il n'y a aucun court-circuit spatio-temporel. [/Quote]C'est une formule. Par laquelle je veux dire

a) que le temps et l'espace du photon sont nuls

que l'échange du photon est le résultat d'une transaction entre émetteur et récepteur

c) que je n'imagine pas un photon tout seul perdu dans l'espace comme une âme en peine...

Tu oublies tout un pan de la physique des particules, qui est régi par d'une part la force faible, dont les médiateurs sont les bosons Z et W, et d'autre part la force forte (qui fait interagir entre eux les quarks dans les nucléons) dont les médiateurs sont les gluons.

Le photon n'est pas le seul médiateur d'interactions ! [/Quote]Je n'aurais peut-être pas dû utiliser le qualificatif «principal».

Je situais le sujet implicitement dans un cadre astronomique.

C'est celui qui a la plus grande portée, certes[/Quote]C'est le moins que l'on puisse dire. Et c'est le seul qui ait une très grande portée.

Pour en revenir au système émetteur/récepteur, c'est un peu ce que disait JH, il n'y a pas de particule qui va d'un endroit à un autre, il n'y a que des interactions avec des instruments de mesure. [/Quote]Je n'irais pas tout à fait jusque là, car il restera une différentiation entre matière et médiateurs d'interactions (note 1). Mais, même si c'est un peu en raccourci (car la mécanique quantique peut nous donner pas mal de fil à retordre en la matière), ce serait peut-être un chemin pour réconcilier quelque peu MQ avec relativité.

Si j'émets un photon dans le vide, vers une direction loin dans l'espace, il sait déjà où il ira, son récepteur est déjà déterminé et l'attend avec impatience ?

Je veux dire par là : le couplage est déjà réalisé ? [/Quote]C'est tout à fait ça... !

Je n'imagine pas qu'un atome foute le pied au derrière à un photon en lui disant "va te faire voir ailleurs, démerde-toi"...

Si tel était le cas, il y aurait matière à se plaindre à la S.P.P. (Société Protectrice des Photons).

-

On a l'impression que cette manière de voir est épouvantablement déterministe. Je pense que c'est le résultat d'une mauvaise compréhension du sens du temps et de l'espace.

 

Note 1 : la matière, c'est quelque chose qui manifeste sa présence d'abord par une modification de l'espace-temps (la masse) et par des interactions au moyen de divers autres médiateurs. On pourrait dire qu'elle est le siège des interactions. Il y a donc une différence importante.

Je suis assez contrarié par l'habitude en physique de faire des particules avec toutes les interactions et de tout mettre ensuite dans le même panier. Je trouve que cela nuit à la lisibilité.

Modifié 19 février 2012 par noreply

[ecliptic]

Quelles sont les barrières pouvant empêcher la transaction entre l'émetteur et le récepteur?

[noreply]

Quelles sont les barrières pouvant empêcher la transaction entre l'émetteur et le récepteur? [/Quote]

Je ne sais pas.

Je n'en vois aucune.

Si tu parles de « barrière » au sens d' « écran », je serais tenté de dire que c'est l'écran qui devient récepteur.

Il faudrait donc imaginer un processus qui interdit l'émission.

Aucune idée.

[ecliptic]

noreply,

 

je pensais plus à un empêchement au niveau du récepteur pour une transaction initialement prévisible.

[noreply]

C'est cà : on peut imaginer de chipoter l'environnement électrique et magnétique de l'atome, de manière à imposer ou interdire certaines transitions*; peut-être fait-on déjà cela. Je l'ignore.

[Dodgson]

.

 

Il ne faut pas se laisser abuser par la phraséologie qui utilise le concept de photon, qui est utilisé pour rendre compte de ce qui se passe entre un émetteur et un récepteur, mais il n'est absolument pas démontré qu'il y a des sortes de petites balles qui courent de l'émetteur jusqu'au récepteur (la science fait un usage abondant du "comme si", au point d'oublier souvent de le préciser ; ce qui fait que l'on finit parfois -ou souvent- par perdre de vue que le photon n'est rien de plus qu'une idée pratique).

On serait plus proche de la réalité en disant que l'émetteur et le récepteur se livrent à une sorte de jeu de prestidigitation par lequel -abracadabra- ils communiquent à distance, c'est-à-dire qu'ils s'échangent des quantités d'énergie.

La transmission de lumière apparaît comme une sorte de transaction entre émetteur et récepteur.

 

Deux questions :

 

1) Qu'est-ce qu'il y a dans les "pièges à photons" ?

 

http://www.sciencesetavenir.fr/fondamental/20110831.OBS9571/un-nouveau-piege-a-photons-ultra-performant.html

 

2) Transaction : John Cramer ?

[iksarfighter]

Si le piège à photons a une durée de vie éternelle, on peut effectivement se poser des questions !

[noreply]

1) Qu'est-ce qu'il y a dans les "pièges à photons" ?[/Quote]Ce qu'il pourrait y avoir.

Nous avons déjà discuté ce sujet.

Par exemple : une chaîne d'interactions stabilisée.

Il ne s'agit pas (pour ce qui me concerne en tout cas) de trouver une autre explication à l'expérience, mais simplement de l'énoncer avec d'autres mots.

On pourrait énoncer la description ainsi : il s'établit entre les miroirs de la cavité un état d'équilibre (équivalent à la présence d'un photon).

2) Transaction : John Cramer ?[/Quote]

Non. A priori, je ne pense pas à la rétrocausalité (on reviendrait alors au sujet discuté ci-dessus entre pascalpascal et Jean-ClaudeP).

«Transaction» est un mot peut-être mal choisi. C'est à examiner (je ne me souviens plus du nom de l'auteur chez qui je suis allé le pêcher; cela me reviendra sans doute).

Généralement, une transaction suppose une phase de convention sur un protocole ou des paramètres, et, si ça marche, le «contrat» est conclu et exécuté.

Ici, ce serait plutôt instantané: il y a une énergie disponible; il y a un «client»; donc ça passe.

Choquant ?

Une telle conception suppose en effet que l'émetteur fonde son émission sur un "accord" qui, de notre point de vue, lui sera donné dans le futur... De notre point de vue.

Modifié 11 février 2012 par noreply

[Dodgson]

Ce qu'il pourrait y avoir.

Nous avons déjà discuté ce sujet.

Par exemple : une chaîne d'interactions stabilisée.

Il ne s'agit pas (pour ce qui me concerne en tout cas) de trouver une autre explication à l'expérience, mais simplement de l'énoncer avec d'autres mots.

On pourrait énoncer la description ainsi : il s'établit entre les miroirs de la cavité un état d'équilibre (équivalent à la présence d'un photon).

 

Non. A priori, je ne pense pas à la rétrocausalité (on reviendrait alors au sujet discuté ci-dessus entre pascalpascal et Jean-ClaudeP).

«Transaction» est un mot peut-être mal choisi. C'est à examiner (je ne me souviens plus du nom de l'auteur chez qui je suis allé le pêcher; cela me reviendra sans doute).

Généralement, une transaction suppose une phase de convention sur un protocole ou des paramètres, et, si ça marche, le «contrat» est conclu et exécuté.

Ici, ce serait plutôt instantané: il y a une énergie disponible; il y a un «client»; donc ça passe.

Choquant ?

De notre point de vue.

 

OK. Bonne réponse.

Mais, pour le photon, n'est-ce pas un simple choix de vocabulaire ?

Si je dis : "il s'établit entre les miroirs de la cavité un état d'équilibre (équivalent à la présence d'un photon)", pourquoi ne pourrais-je pas dire "il y a un photon entre les miroirs de la cavité" ?

De même, dire "Une telle conception suppose en effet que l'émetteur fonde son émission sur un "accord" qui, de notre point de vue, lui sera donné dans le futur..." ne revient-il pas à dire : "pour nous, c'est de la rétrocausalité" ? et comme on ne voit pas trop "qui" existe en dehors de nous...

Depuis peu, Penrose (dans The Road to Reality) et Zeilinger (dans Les Dossiers de La Recherche n°38, février 2010) flirtent plus ou moins avec la rétrocausalité.

[pascalpascal]

je voudrais revoir une ou deux logique de base, je suis encore en réflexion la-dessus, je reprends l'histoire de celui qui part dans un vaisseau à une vitesse proche de la lumière, qui revient plus jeune que son frère.

Voilà, un individu part dans un vaisseau proche de vitesse lumière, en fait il n'a pas besoin de partir on dira qu'il tourne autour de la terre, alors que son frère jumeau reste ici, et nous dirons donc qu'il revient 2 mois plus tard plus jeune que son frère.

Et je me dit, il revient plus jeune parcequ'il a vécut ses 2 mois au ralenti par rapport à nous, son organisme à tourné très lentement etc, le temps c'est écoulé plus lentement pour lui, mais cela ne fait pas de l'histoire qu'il a voyager dans le futur.

Il tourne autour de la terre, et disons qu'il film celle-ci, donc en fait il reste avec nous mais en vivant au ralenti par rapport à nous.

Pour visionner son film il lui faudra le passer en accélérer pour qu'il puisse y voir quelque chose, sans quoi il n'y aura que traits et sifflement.

Je sais pas mais finalement je ne voie ici que l'effet du temps qui n'est pas le même suivant son déplacement, mais pas d'espace.

Aussi, s'il part vers une autre étoile à 4 année lumière qui correspond aussi à une distance kilométrique, pour lui il aura fait le parcourt en un rien de temps, est ce qu'il aura quant même parcouru la distance calculé au départ.

[Jean-ClaudeP]

Il tourne autour de la terre, et disons qu'il film celle-ci, donc en fait il reste avec nous mais en vivant au ralenti par rapport à nous.

Pour visionner son film il lui faudra le passer en accélérer pour qu'il puisse y voir quelque chose, sans quoi il n'y aura que traits et sifflement.

je ne comprends pas trop ton exemple du film, mais par symétrie et pour le voyageur, la terre est en mouvement par rapport à lui et donc le temps terrestre est ralenti par rapport à son temps propre. Il voit les phénomènes de la terre ralenti. Mais au final, c'est à dire quand il va réattérir, il aura vieilli moins que les habitants de la terre mais ce sera dû au phases d'accélération-décélération qui perturbent la symétrie relativiste.

 

Je sais pas mais finalement je ne vois ici que l'effet du temps qui n'est pas le même suivant son déplacement, mais pas d'espace.

Aussi, s'il part vers une autre étoile à 4 année-lumière qui correspond aussi à une distance kilométrique, pour lui il aura fait le parcourt en un rien de temps, est ce qu'il aura quant même parcouru la distance calculé au départ.

oui et non, pour lui il parcourt une distance moindre que 4 années lumières, puisqu'il est en mouvement par rapport à la terre qui a estimé cette distance à 4 années lumière et par simple effet relativiste cette distance se contracte pour lui. La contraction des distances est le pendant de la dilatation du temps sinon cela conduirait l'observateur en mouvement à aller plus vite que la lumière.

A l'arrivée dans le système de l'étoile, il aura parcouru néanmoins 4 années-lumière et vieilli peu, conformément au paradoxe des jumeaux de Langevin.

Modifié 12 février 2012 par Jean-ClaudeP

[iksarfighter]

J'ai deux objets en translation uniforme, chacun dans son référentiel propre.

 

A l'instant t ils sont à une distance d l'un de l'autre et l'un d'eux émet un photon vers (pour?) l'autre.

 

Quelque soient leurs disparités respectives de vitesse et de direction, la "transaction" ne mettra dans tous les cas que d/c secondes à s'effectuer ?

 

Comme si l'instant t de l'initiation de la transaction fixait une bonne fois pour toutes la distance (=d) à parcourir ?

En allant plus loin la transaction serait en fait d'une certaine façon instantanée mais nous apparaîtrait en "différé" ?

 

Et ces disparités dans les deux référentiels ne se traduiront que par un effet Doppler-Fizeau pour la cohérence énergétique et une infime variation de l'angle d'incidence à l'arrivée (grande variation de l'angle si on est proche de c) (effet pluie sur pare-brise) ?

 

Excusez ma phraséologie approximative.

Modifié 12 février 2012 par iksarfighter

[noreply]

Si je dis : "il s'établit entre les miroirs de la cavité un état d'équilibre (équivalent à la présence d'un photon)", pourquoi ne pourrais-je pas dire "il y a un photon entre les miroirs de la cavité" ? [/Quote]

Les deux phrases sont fondées sur des modèles descriptifs différents. Soit les deux sont faux. Soit l'un ou l'autre est juste. Mais il y en a nécessairement un des deux qui est le plus réaliste.

Il y a deux volets dans la science:

- l'un consiste à établir des constructions mathématiques à vertus prédictives; si ces prédictions sont justes, le principal du «contrat scientifique» est considéré comme rempli

- l'autre consiste à donner un sens à ces constructions.

Sens qui va surtout intéresser le profane. Mais je suis certain qu'il n'est pas dépourvu de qualités pour le professionnel dont il structure et oriente la pensée.

Newton aurait très bien pu énoncer sa théorie de la gravitation en termes de déformation de l'espace. Peut-être le chemin vers la R.G., qui consiste à à lui adjoindre la déformation du temps sur base de la R.R., aurait-il alors été plus court. Cela aurait peut-être aidé Newton à se débarrasser plus vite de la perplexité dans laquelle sa propre théorie (en fait, peut-être surtout celle de Halley) l'avait plongé.

J'ai un faible pour le principe du rasoir d'Ockham et je trouve superflue l'hypothèse de l'existence du photon.

Mon sentiment est que, dans leur description d'une expérience comme celle-là, les scientifiques jouent un peu trop à faire "comme si".

De même, dire "Une telle conception suppose en effet que l'émetteur fonde son émission sur un "accord" qui, de notre point de vue, lui sera donné dans le futur..." ne revient-il pas à dire : "pour nous, c'est de la rétrocausalité" ? [/Quote]D'après moi, la "rétrocausalité" dépasse de très loin un simple objectif de reformulation de la relativité.

De même, dire "Une telle conception suppose en effet que l'émetteur fonde son émission sur un "accord" qui, de notre point de vue, lui sera donné dans le futur..." ne revient-il pas à dire : "pour nous, c'est de la rétrocausalité" ? [/Quote]

Je redéveloppe ci-dessous la vision graphique de l'espace-temps relativiste pour souligner le sens temporel de l'espace (qui peut être tantôt du temps positif, tantôt du temps négatif, selon la direction du mouvement). D'après moi, la "rétrocausalité" dépasse de très loin ce simple objectif de reformulation de la relativité.

 

A l'instant t ils sont à une distance d l'un de l'autre et l'un d'eux émet un photon vers (pour?) l'autre.[/Quote]La première difficulté est de mettre les deux observateurs d'accord sur la signification de l'instant t.

L'une des principales "catastrophes" causées par la relativité est qu'elle met à mal le concept de simultanéité (voir le terme v.x/c² ci-dessous).

 

Toute simultanéité à distance résulte d'une construction.

C'est ce qu'Einstein expliquait en décrivant comment on «construit» un référentiel (un référentiel, c'est un ensemble d'horloges synchrones et immobiles les unes par rapport aux autres, disposées à une certaine distance les unes des autres).

Il soulignait que les horloges, préalablement synchronisées sur l' «horloge maître» à l'origine des coordonnées, devaient être amenées à leur emplacement définitif par un mouvement de translation lent, à défaut de quoi la synchronisation était perdue en vertu du phénomène relativiste (nous sommes donc dans cette situation paradoxale où on envisage de mesurer des phénomènes très rapides, avec des temps très courts pour des distances très grandes, mais où il faut procéder à une préparation très lente).

 

Il nous est très difficile de nous faire à l'idée que le concept de simultanéité n'existe que dans notre monde d' «escargots».

Les escargots sont persuadés qu'on se déplace seulement dans l'espace. Ce en quoi il se trompent...

Nous nous déplaçons tous les jours dans le temps. Mais le rythme de notre horloge biologique ne nous permet pas de nous en rendre compte.

 

Dans le monde réel, nous sommes inexorablement séparés par de l'espace (ce qui nous apparaît évident), mais aussi par du temps (ce qui l'est moins). C'est cette deuxième partie de la réalité physique qu'il nous faut assimiler pour adapter notre entendement à la relativité.

 

Pour conduire des expériences réelles (par exemple une particule qui se déplace entre deux points d'un laboratoire), nous procédons à une "tricherie" visant à nous donner l'illusion que nous sommes doués d'ubiquité, c'est-à-dire que nous sommes en même temps au départ et à l'arrivée de la trajectoire : nous utilisons aux extrémités de la trajectoire des enregistreurs qui ont été préalablement synchronisés selon la procédure décrite plus haut et que nous installons à notre place, comme s'ils étaient nos doubles, nous procédons à l'expérience, puis, quand l'expérience est finie "depuis longtemps", nous procédons au dépouillement des données rassemblées.

Nous avons fait "comme si".

Toutes les procédures de mesure de ce type sont équivalentes à celle décrite, comme dans le cas des muons créés par le bombardement cosmique et traversant l'atmosphère.

 

En allant plus loin la transaction serait en fait d'une certaine façon instantanée mais nous apparaîtrait en "différé" ?[/Quote]

L'équation relativiste du temps s'écrit :

t' = gamma * (t - v.x/c²)

On y discerne deux effets (en gros) :

- celui de la covariance : gamma

- celui d'un décalage temporel (ce que tu appelles sans doute par la locution "en différé") : -v.x/c² et qui correspond au théorème des états correspondants de Lorentz.

que l'on peut réécrire : (v/c) * (x/c).

Autrement dit, tout point distant de l'origine subit un décalage en temps x/c (correspondant au temps mis pas la lumière pour parcourir la distance x) corrigé dans le rapport v/c.

 

Pour le cas de la lumière, on aboutit au constat que :

- l'effet de dilatation/contraction du temps ne joue plus à proprement parler

- toute la différence de point de vue se concentre alors dans l'avance v.x/c² : pour un faisceau lumineux, la relativité se traduit exclusivement par un décalage en temps induit par l'espace parcouru, le temps propre du faisceau restant toujours nul.

(voir plus bas l'exemple du faisceau allant de la Terre à la Lune : c'est très simple et très parlant, je trouve).

 

Donc, oui, d'abord :

- l'espace, c'est du temps ; le temps qu'il faut à la lumière pour le parcourir (x/c) ; en se déplaçant d'un point à un autre dans l'espace d'un référentiel, un mobile va aussi parcourir son temps

- mais le mobile a droit à un "bonus", proportionnel à cette quantité x/c et qui dépend de la vitesse (v/c).

Lorsque la vitesse atteint celle de la lumière (v=c), le "bonus" (v/c)*(x/c) devient x/c et compense totalement le décalage temporel (x/c) de l'espace.

il y a deux phénomènes qui se compensent.

(Noter que le temps est positif ou négatif selon le sens de déplacement).

 

Ce phénomène de "compensation" traduit simplement le fait qu'une vitesse, c'est se déplacer non seulement dans l'espace mais aussi dans le temps (c'était le sens du théorème des états correspondants de Lorentz).

 

La valeur de c se déduit de la condition de vitesse pour laquelle cette compensation est tout à fait exacte. C'est la "vitesse de causalité" ; et cette ''onde de causalité' emporte ce que nous appelons "la lumière" avec elle. La lumière n'en est que le révélateur.

 

Donc, non, on ne peut pas dire ça :

Quelque soient leurs disparités respectives de vitesse et de direction, la "transaction" ne mettra dans tous les cas que d/c secondes à s'effectuer ?[/Quote]Ce sera vrai seulement pour le mobile dans le référentiel duquel on a mesuré cette distance d.

 

Et ces disparités dans les deux référentiels ne se traduiront que par un effet Doppler-Fizeau [/Quote]L'effet Doppler-Fizeau n'existe que pour le mobile récepteur.

 

L'effet de décalage en temps apparaît clairement notamment dans cet autre exemple :

 

A l'arrivée dans le système de l'étoile, il aura parcouru néanmoins 4 années-lumière et vieilli peu, conformément au paradoxe des jumeaux de Langevin. [/Quote]Remarquons ce cas particulier du voyageur de Langevin, simpliste mais intéressant et très réel :

nous envoyons un faisceau laser vers un réflecteur sur la Lune ; le faisceau nous revient environ 2,5 secondes plus tard.

Or, nous savons que le temps de la lumière est toujours nul. Nous avons donc vieilli de 2,5 secondes pendant que le "voyageur-lumière" ne vieillissait pas.

Modifié 19 février 2012 par noreply

[Dodgson]

Les deux phrases sont fondées sur des modèles descriptifs différents. Soit les deux sont faux. Soit l'un ou l'autre est juste. Mais il y en a nécessairement un des deux qui est le plus réaliste.

Il y a deux volets dans la science:

- l'un consiste à établir des constructions mathématiques à vertus prédictives; si ces prédictions sont justes, le principal du «contrat scientifique» est considéré comme rempli

- l'autre consiste à donner un sens à ces constructions.

Sens qui va surtout intéresser le profane. Mais je suis certain qu'il n'est pas dépourvu de qualités pour le professionnel dont il structure et oriente la pensée.

Newton aurait très bien pu énoncer sa théorie de la gravitation en termes de déformation de l'espace. Peut-être le chemin vers la R.G., qui consiste à à lui adjoindre la déformation du temps sur base de la R.R., aurait-il alors été plus court. Cela aurait peut-être aidé Newton à se débarrasser plus vite de la perplexité dans laquelle sa propre théorie (en fait, peut-être surtout celle de Halley) l'avait plongé.

J'ai un faible pour le principe du rasoir d'Ockham et je trouve superflue l'hypothèse de l'existence du photon.

Mon sentiment est que, dans leur description d'une expérience comme celle-là, les scientifiques jouent un peu trop à faire "comme si".

 

Je pense que, malgré vos indéniables qualités d'exposition, vous êtes, comme on dit en langue populaire, «en retard d'une guerre».

Il existe une discipline spécialement dédiée aux photons, qui depuis des décennies court de succès en succès, aussi bien théoriques qu'expérimentaux, techniques et commmerciaux : l'optique quantique. Elle part très simplement de l'introduction du quantum d'action de Planck dans les équations de Maxwell – autrement dit, de la physique du XIXe siècle finissant (et même très finissant puisque Planck a publié sa découverte en décembre 1900). A partir de là, nul besoin de passer par l'atome de Bohr, la mécanique ondulatoire de Louis de Broglie et l'équation de Schrödinger : il suffit de procéder directement à la «quantification du champ électromagnétique». Le processus est résumé dans le cours de Serge Haroche au Collège de France :

http://www.cqed.org/college/2003/SHCdF2003-2.pdf

Malheureusement ce cours est tellement condensé qu'il faut un assez gros travail pour reconstituer les étapes intermédiaires permettant de passer d'une des formules égrenées par Haroche à la suivante. Il y a quelques années on pouvait trouver sur internet le cours d'Aspect et Grangier à l'Ecole polytechnique «Quantification du rayonnement», beaucoup plus explicite, mais je ne sais pas si c'est encore le cas. Enfin le livre de Cohen-Tannoudji/Dupont-Roc/Grynberg «Photons et atomes : Introduction à l'électrodynamique quantique» m'a semblé le plus clair et le plus accessible (ou le moins inaccessible) sur le sujet.

Une fois que l'on a suffisamment maîtrisé ces éléments mathématiques, on se rend compte que photons, espaces de Fock et opérateurs d'annihilation-création émergent presque naturellement de l'insertion du quantum d'action dans les équations de Maxwell. Et les succès expérimentaux et techniques de l'optique quantique conduisent à donner à la notion de photon une réalité au moins aussi forte que celle de l'expérience de la vie courante (je devrais dire : de la vie courante antérieure aux lasers, transistors et micro-processeurs, tous basés sur l'électrodynamique quantique).

Je crains que la sémantique ne puisse rien y changer. A mon avis, ce sera à notre mode de raisonnement habituel de se plier à la théorie quantique, et non l'inverse.

[bb98]

J

Il y a quelques années on pouvait trouver sur internet le cours d'Aspect et Grangier à l'Ecole polytechnique «Quantification du rayonnement», beaucoup plus explicite, mais je ne sais pas si c'est encore le cas. E

.

 

 

Bonjour

 

Le cours d'Aspect et Grangier est accessible ici :

 

http://catalogue.polytechnique.fr/site.php?id=178

 

http://catalogue.polytechnique.fr/site.php?id=178&fileid=994

 

attention, gros pdf

 

Bonnes lectures

[Dodgson]

Bonjour

 

Le cours d'Aspect et Grangier est accessible ici :

 

http://catalogue.polytechnique.fr/site.php?id=178

 

http://catalogue.polytechnique.fr/site.php?id=178&fileid=994

 

attention, gros pdf

 

Bonnes lectures

 

OK, merci beaucoup. En fait c'est la partie "Amphi 2" du premier site qui correspond le mieux à notre discussion sur webastro, je l'avais d'ailleurs imprimée il y a quelques années.

[noreply]

Je pense que (...) vous êtes, comme on dit en langue populaire, «en retard d'une guerre». [/Quote]Je pense, moi, que c'est parce que vous n'avez pas encore vu ma sulfateuse dernier modèle...

Il existe une discipline spécialement dédiée aux photons, qui depuis des décennies court de succès en succès, aussi bien théoriques qu'expérimentaux, techniques et commmerciaux : l'optique quantique. [/Quote]Merci de me l'apprendre...

 

Je pourrais éventuellement être d'accord avec ceci (sans même avoir à me faire prier):

Une fois que l'on a suffisamment maîtrisé ces éléments mathématiques, on se rend compte que photons, espaces de Fock et opérateurs d'annihilation-création émergent presque naturellement de l'insertion du quantum d'action dans les équations de Maxwell.[/Quote]considérant que le fait d'émerger n'a rien de bien contrariant quand il s'agit d'une notion, d'un concept. Surtout quand cette émergence est fondée sur la maîtrise d'éléments mathématiques. Pourrait-on même dire que c'est sa première caractéristique? Sa seule caractéristique, peut-être...

Mais, pour ce qui est de

Et les succès expérimentaux et techniques de l'optique quantique conduisent à donner à la notion de photon une réalité au moins aussi forte que celle de l'expérience de la vie courante (je devrais dire : de la vie courante antérieure aux lasers, transistors et micro-processeurs, tous basés sur l'électrodynamique quantique)[/Quote]Vous avez peut-être raison, mais je me réserve de ne pas être convaincu. Je trouve que vous tirez des conclusions fort hâtives (peut-être réfléchissez-vous trop vite pour moi...).

Dans l'exemple que j'ai donné, la gravitation de Newton a à son actif de remarquables succès prédictifs, au point d'être encore utilisée dans la plupart des sujets où il est question de gravitation. Il n'en reste pas moins qu'elle ne constitue qu'une vue de l'esprit.

En ce qui concerne ce sujet, je pense donc que, à défaut de la preuve du contraire, il s'agit ici davantage de prendre ses désirs pour des réalités que de parler de la réalité elle-même.

 

Donc, sans doute le photon est-il un objet (imaginaire) fort décoratif (je veux dire qu'il fait son petit effet sur le monde des profanes), mais, de la même manière que Newton aurait pu parler de "déformation de l'espace", on pourrait se contenter plus modestement de parler des interactions quantiques, sans imaginer l'obligation d'une objectivation des supposés véhicules de cette interaction; et la théorie n'y perdrait strictement aucune de ses qualités.

 

Pour ne pas vous cacher le fond de ma pensée, je trouve que les scientifiques se laissent parfois trop facilement leurrer par les images saisissantes dont ils se servent.

...A moins que les plus futés d'entre eux ne fassent semblant de se laisser leurrer... (j'ose laisser une place à cette hypothèse).

 

Cela dit, pour revenir au sujet tel qu'abordé ici, il se trouve dans une impasse: il n'y a pas de support pour clarifier le statut du photon en relativité ; et ce, pour la simple raison que ce concept n'y existe pas.

Pour ma part, même si je l'ai relayée (parce que je trouve que c'est un sujet de réflexion intéressant), je me garde bien de m'accrocher à l'idée de transaction.

 

Je crains que la sémantique ne puisse rien y changer. A mon avis, ce sera à notre mode de raisonnement habituel de se plier à la théorie quantique, et non l'inverse. [/Quote]De cela non plus, je ne suis pas trop convaincu.

Peut-être y a-t-il un malentendu sur le sens de ma phrase:

"Il y a deux volets dans la science:

(...)

- l'autre consiste à donner un sens à ces constructions."

en ce que, donner un sens s'adressait de mon point de vue d'abord au profane (il y a matière aussi à discuter sur ce mot ; un scientifique n'est-il pas d'abord un profane qui s'ignore ?).

Un spécialiste est prêt à accepter n'importe quelle construction imaginaire, pourvu que celle-ci l'aide à travailler. Et peut-être le profane sera-t-il à l'occasion intéressé de savoir comment il s'y prend.

Mais je ne pense pas du tout qu'il sera satisfait qu'on lui impose l'obligation de soumettre son raisonnement à des constructions pour lesquelles il n'est pas fait.

Vous confondez, je pense, admettre et comprendre.

Admettre est assez facile. Il suffit de faire preuve d'un peu de docilité, de se mettre en condition.

Comprendre, c'est tout autre chose...

 

Petit addendum pour une petite (série de) question(s)

N'avez-vous pas le sentiment que, malgré l'intérêt incontestable des références citées par exemple par bb98, votre réponse relève d'une capitulation catastrophique en matière de vulgarisation ? (ce n'est pas un reproche à titre personnel ; ce n'est qu'un commentaire sur un constat de l'état du sujet).

Peut-on vraiment considérer que l'on a vulgarisé quand on invite le profane à "plier" son raisonnement à la théorie ?

Pire : ne se trouve-t-on pas dans le domaine de l'absurde quand on invite le profane à apprendre (!) la théorie ?

Ne pensez-vous pas que cette herméticité de ce type de langage scientifique conduit au résultat très dommageable du désintérêt des générations montantes ?

Si les scientifiques ont éventuellement à y gagner en prestige individuel, par leur aura de "spécialistes", la science n'a-t-elle pas beaucoup à y perdre ?

N'allez pas croire que ma réponse est systématiquement un "oui" ou un "non" péremptoire partout. Mais cela me laisse bien perplexe...

 

...Si je me souviens bien, nous en étions restés à la question de donner un sens à la vitesse de la lumière dans le cadre de la relativité.

Et, même à cela, nous n'avons pas été capables de donner une réponse consistante. Vous voyez où nous en sommes...

Modifié 16 février 2012 par noreply

[Dodgson]

 

Vous confondez, je pense, admettre et comprendre.

Admettre est assez facile. Il suffit de faire preuve d'un peu de docilité, de se mettre en condition.

Comprendre, c'est tout autre chose...

 

Petit addendum pour une petite (série de) question(s)

N'avez-vous pas le sentiment que, malgré l'intérêt incontestable des références citées par exemple par bb98, votre réponse relève d'une capitulation catastrophique en matière de vulgarisation ? (ce n'est pas un reproche à titre personnel ; ce n'est qu'un commentaire sur un constat de l'état du sujet).

Peut-on vraiment considérer que l'on a vulgarisé quand on invite le profane à "plier" son raisonnement à la théorie ?

Pire : ne se trouve-t-on pas dans le domaine de l'absurde quand on invite le profane à apprendre (!) la théorie ?

Ne pensez-vous pas que cette herméticité de ce type de langage scientifique conduit au résultat très dommageable du désintérêt des générations montantes ?

Si les scientifiques ont éventuellement à y gagner en prestige individuel, par leur aura de "spécialistes", la science n'a-t-elle pas beaucoup à y perdre ?

N'allez pas croire que ma réponse est systématiquement un "oui" ou un "non" péremptoire partout. Mais cela me laisse bien perplexe...

 

 

Je laisse Serge Haroche et Jean-Michel Raimond, qui ne sont pas exactement des vulgarisateurs ni des profanes, répondre à ma place :

 

Plutôt que d’essayer de “comprendre” l’étrangeté quantique, les physiciens maintenant travaillent à la définir et à la mesurer. Ils étudient, théoriquement et expérimentalement, l’intrication, la non-localité et la décohérence dans des systèmes d’une complexité croissante. Ce faisant, ils acquièrent une sorte de familiarité avec ces concepts. Ils développent une nouvelle sorte d’intuition, qui leur permet de deviner le résultat d’une expérience avant de la réaliser ou même de la simuler par le calcul. Savoir si une telle intuition quantique est différente de la “compréhension” est une question que nous laissons aux philosophes.

(Exploring the Quantum, Oxford University Press, 2006)

 

Pour ce qui est de la vulgarisation, je vous signale le livre récent de Sven Ortoli et Jean-Pierre Pharabod "Métaphysique quantique" (La Découverte, 2011) où figure cette traduction du texte de Haroche et Raimond, texte que j'ai dans sa "version originale" (si on peut dire, venant de physiciens français) dans mon exemplaire d' "Exploring the Quantum", que je m'étais procuré chez Joseph Gibert en 2007 pour la modique somme de 82 euros - je peux donc confirmer que la traduction correspond bien à l'original...

[noreply]

Ils développent une nouvelle sorte d’intuition, qui leur permet de deviner le résultat d’une expérience avant de la réaliser ou même de la simuler par le calcul. [/Quote]Cette phrase n'est-elle pas maladroite ? Est-elle objective ? Il s'agirait de prédire, mais sans calcul (supposé : d'aucune sorte). La science évoluerait donc vers une forme d'art de la divination ?

Je n'en crois rien.

Savoir si une telle intuition quantique est différente de la “compréhension” est une question que nous laissons aux philosophes. [/Quote]

Ah oui. Celle-là, ce n'est pas la première fois que je la rencontre...

Autrement dit, et si, donc, on se refuse à aller plus loin, le travail scientifique s'arrêterait à la formulation d'une intuition divinatoire considérée comme équivalente à la compréhension ! N'est-ce pas en réalité une manière de refuser d'admettre que l'on ne comprend pas, ou, à tout le moins, de reconnaître qu'il pourrait y avoir une autre manière de dire les choses ?

Y aurait-il un soupçon de dépit non avoué dans cette phrase ?

Pauvres philosophes...

 

Est-ce donc tellement difficile d'admettre : on ne comprend pas... ?

La science risquerait-elle d'y perdre son aura ?

 

Je clos ici ma digression quantique, non par manque d'intérêt pour le sujet ou mes interlocuteurs, mais par manque de temps.

J'aurais notamment voulu prendre la défense des philosophes qui servent facilement de boucs-émissaires et sont traités de manière bien ingrate. Mais il faudra qu'ils se passent de mon secours pour cette fois. Je gage qu'ils ne s'en trouveront pas trop démunis...

Modifié 18 février 2012 par noreply

[Dodgson]

Cette phrase n'est-elle pas maladroite ? Est-elle objective ? Il s'agirait de prédire, mais sans calcul (supposé : d'aucune sorte). La science évoluerait donc vers une forme d'art de la divination ?

Je n'en crois rien.

 

Ah oui. Celle-là, ce n'est pas la première fois que je la rencontre...

Autrement dit, et si, donc, on se refuse à aller plus loin, le travail scientifique s'arrêterait à la formulation d'une intuition divinatoire considérée comme équivalente à la compréhension ! N'est-ce pas en réalité une manière de refuser d'admettre que l'on ne comprend pas, ou, à tout le moins, de reconnaître qu'il pourrait y avoir une autre manière de dire les choses ?

Y aurait-il un soupçon de dépit non avoué dans cette phrase ?

Pauvres philosophes...

 

 

Non, ce n'est pas du tout cela.

 

Je crois que je ne peux rien ajouter, sinon qu'il faut travailler, travailler, travailler encore, notamment les mathématiques. C'est en effet très dur, sauf pour quelques génies dont je ne fais certainement pas partie.

[iksarfighter]

Peut-être le cerveau du chat peut-il durablement s'adapter pour attraper la souris quantique qui surgirait de deux trous à la fois ?

[noreply]

Non, ce n'est pas du tout cela.

Je crois que je ne peux rien ajouter, sinon qu'il faut travailler, travailler, travailler encore, notamment les mathématiques. C'est en effet très dur, sauf pour quelques génies dont je ne fais certainement pas partie. [/Quote] C'est dimanche et je me permets ce petit addendum.

 

Il me semble qu'il y a entre nous un malentendu; ou alors...

"Travailler, travailler, travailler encore... Notamment les mathématiques."

C'est en effet le conseil tout à fait pertinent que l'on peut donner à un professionnel ou à un scientifique non spécialisé, mais intéressé.

Mais j'avais cru comprendre que nous sommes ici sur un forum d'amateurs et que nous parlons de la manière dont les théories doivent être présentées au profane.

Or, se borner à des comptes-rendus ne présente qu'un intérêt marginal. La véritable vulgarisation est celle qui permet au profane d'accepter le constat scientifique sans rester dans la perplexité. Mais, je l'ai déjà dit, c'est là un travail très difficile et la quasi-totalité des vulgarisateurs ne s'aventurent que très peu au-delà du niveau du simple compte-rendu.

Mais ils ont des excuses. Vous écrivez vous-même:

Serge Haroche et Jean-Michel Raimond, qui ne sont pas exactement des vulgarisateurs ni des profanes, répondre à ma place :

Plutôt que d’essayer de “comprendre” l’étrangeté quantique, les physiciens maintenant travaillent à la définir et à la mesurer. [/Quote]N'est-ce pas là avouer de manière très explicite que, si on ne fait rien pour aider le profane à comprendre, c'est d'abord parce que les scientifiques eux-mêmes ne comprennent pas ?

A défaut de comprendre, ils se familiarisent, ils développent une intuition!

Et, comme ils ne peuvent (pour l'instant) aller plus loin, certains voudraient que ce travail inachevé soit présenté comme une forme nouvelle de compréhension.

Que l'on me dise que, pour le moment, on n'est pas capable d'en dire plus, je l'admets.

Mais le langage de ceux-là selon lesquels il n'y aura jamais moyen de dire les choses de manière plus sensée, qu'il faut désormais développer une nouvelle sorte d'intuition, ressemble à s'y méprendre à celui des charlatans.

[iksarfighter]

Moi j'aimais bien la théorie de "Pas de photon sans couplage émetteur/récepteur"

[ecliptic]

Ne me dites pas que le discours va en rester là ? Allons !