Billet invité
Aton symbole quantifié du soleil amarnien
Je n’ai pas pu m’empêcher d’illustrer cet article par une image aussi symbolique que belle venue d’Egypte, ou les rayons d’Aton se terminent par des petites mains qui évoquent merveilleusement cette particule d’interaction qu’est le photon.
Position du problème
La dualité onde/corpuscule, depuis l’avènement de la physique quantique, est devenue un lieu commun des bréviaires de la physique contemporaine.
Ce double attribut ondulatoire/corpusculaire remontait à la plus haute antiquité, les tenants de l’atomisme Démocrite et Epicure plus exactement, qui n’étaient probablement pas outillés pour concevoir un comportement ondulatoire tant de la lumière que de la matière.
Ces concepts opposèrent Newton et Huygens. Il est étonnant que Newton ait pu soutenir une granularité constitutive de la lumière – alors qu’il avait étudié la décomposition par le prisme de la lumière blanche – tant les phénomènes de diffraction se comprennent bien sous l’angle ondulatoire. Avec les travaux de Fresnel, Youg et Maxwell l’aspect ondulatoire de la lumière était solidement entendu en physique jusqu’à l’hypothèse de Planck en thermodynamique,
On admettait avec Maxwell que les ondes électromagnétiques se propagent dans le vide à vitesse constante. Grace aux travaux de Hertz on put assimiler la lumière aux ondes électromagnétiques de Maxwell, ondes radio, rayons X.
Avant l’hypothèse de Planck (1900) sur la quantification de l’action dans le modèle du rayonnement du corps noir, la physique du 19éme siècle avait adopté la nature ondulatoire de la lumière, ce que l’édifice de Maxwell consacrait magistralement, couronnant d’une certaine manière les travaux de Young et Fresnel.
En thermodynamique le modèle du rayonnement thermique du corps noir avait rencontré des difficultés tant qu’il fut traité par une continuité mathématique, soit de fonctions différentiables. Max Planck gagna à son corps défendant d’avoir ouvert la granularité dans les échanges d’énergie, plus exactement d’avoir introduit dans l’étude radiative du corps noir une entité discrète d’action, le quantum d’action. Le modèle de Planck collait aux observations, mais Planck lui même répugnait à donner un statut physique à ce qu’il considérait comme un artefact mathématique. La trouvaille de Planck prit avec Einstein un fondement révolutionnaire quant ce dernier l’utilisa pour modéliser avec succès l’effet photo électrique en 1905. Ce grain insécable d’énergie lumineuse était incompatible avec les travaux de Maxwell, la première synthèse en revint à Einstein quant il publia quasi conjointement avec la relativité restreinte son « Electrodynamique des corps en mouvement »
Ainsi en 1905, les rayonnements électromagnétiques incorporent de plein droit la lumière, dont la théorie prédit sa double nature d’onde porteuse de grains ponctuels d’énergie qui deviendront sémantiquement les photons. Einstein porte une responsable paternité historique à cette double signature. Il eut l’intuition géniale d’utiliser le quantum de Planck pour modéliser l’effet photo électrique et ce en l’absence d’un modèle atomique, mais ne pouvait renoncer d’autre part à l’édifice ondulatoire de Maxwell qui l’avait conduit en s’appuyant sur Lorentz à formuler la relativité restreinte.
Il faut à sa décharge reconnaitre que les manifestations expérimentales (fentes d’Young) d’une lumière se comportant à la fois ondulatoirement et corpusculairement justifiait ce double attribut. Personne du reste ne l’a contesté et ce « Janus » physique a parcouru toute la physique du 20éme siècle, consacrant une « étrangeté quantique » dont il fallait bien s’accommoder et pouvoir modéliser au plan mathématique.
Planck et la discontinuité en électromagnétisme
L’introduction par Planck du quantum d’action, oblige à revoir une conception strictement continue des phénomènes ondulatoires, en introduisant l’action qui se produit par paquet entiers ou ne se produit pas du tout, comme l’avait souligné Einstein dans sa théorie de l’effet photo électrique. L’action prend alors un caractère « discret » celui d’une sorte de « granulométrie » conceptuelle » du monde atomique et des échanges qu’il entretient avec la lumière, mais si en 1905 il n’existait pas encore de modèle élémentaire de l’atome, il est indéniable que Bohr ne put y parvenir sans le recours aux orbites quantifiées ; c’est-à-dire imposer à l’électron une orbite d’onde stationnaire (caractère ondulatoire) et pour son énergie une quantification bijective à l’énergie du photon. D’autre part les phénomènes de diffraction par les fentes d’Young de la lumière, et quant on su les produire un par un des électrons, consacraient des manifestations probabilistes sur l’écran, ainsi qu’un comportement similaire des grains de lumière ou des particules strictement élémentaires que sont les électrons, si bien que l’on assimile depuis le photon et l’électron à des particules élémentaires, dont il n’était pas étonnant qu’elles puissent se comporter identiquement dans l’expérience des fentes d’Young.
Une observation de l’élémentaire par un artefact expérimental macroscopique se révélait nécessairement perturbatrice de ce que pouvait être l’état de la particule ou du phénomène avant l’observation, ce qui pour des raisons d’échelle tombe sous le sens. (S’il faut émettre 1000 photons pour localiser un électron, la position réelle de ce dernier s’en trouvera affectée au moment de la mesure). La position adoptée par Bohr et Heisenberg fut que la physique devait renoncer à attribuer un état préalable à la mesure, or la réponse probabiliste observé dans les fentes d’Young, incitèrent au concept d’états superposés dont la mesure extrayait une valeur statistiquement prévisible, en renonçant à envisager ce qu’il pouvait advenir à la particule lors de son passage dans la fente. Ce renoncement est « pragmatiste », il conduira la mécanique quantique à accepter une dualité onde corpuscule (symptomatique) et à un impeccable formalisme mathématique aussi précis qu’abstrait.
Observables et valeurs propres, le cas de la lumière
La synthèse qu’opère la relativité restreinte avec l’électromagnétisme constitue depuis 1905 un socle à l’électrodynamique relativiste construit sur l’étude du déplacement des champs électromagnétiques et leur propagation. Cet édifice sera complété par la mécanique ondulatoire et l’hypothèse des ondes de matière de Louis De Broglie. On ne saurait trop dire l’impact sur l’édifice quantique en construction que va prendre en 1924 la thèse du jeune De Broglie, qui communiquée à Einstein par Langevin fut reconnue par ce dernier comme pouvant constituer un apport décisif à une physique nouvelle.( vous avez soulevé un coin du voile dira Einstein à De Broglie). Il est probable qu’Einstein qui avait reconnu la nature granulaire de la lumière attribuée au photon comme agent irréductible du rayonnement sous la forme mathématique E= h . Ï… fut bien obligé d’accepter une dualité onde-corpuscule à tout le moins phénoménologique, paradigme de la future construction quantique. Comment concilier d’une part la non localisation spatiale de l’onde et une nécessaire ponctualité spatiale du photon ?
Cette question ne se pose pas sur un plan ontologique mais au niveau du modèle à adopter, d’autant que cette dualité ne peut pas se manifester de façon concomitante au sein d’une même expérience, le comportement observable sera soit ondulatoire, soit corpusculaire quand bien même la question « soit posée » à un photon ou mieux encore a une particule matérielle comme l’électron qui peut se comporter comme une onde.
L’hypothèse des ondes de matière de De Broglie généralisait à tout système matériel le comportement ondulatoire de l’électron, généralisation propre à plaire à Einstein mais qui l’accepta « sous réserve ». Il faut avoir présent à l’esprit que la relativité restreinte avait conduit Einstein à attribuer une impulsion au photon, caractéristique réservée classiquement aux particules massives, si il était concevable d’attribuer à la lumière c’est-à-dire à une onde électromagnétique un comportement matériel, il ne devenait guère plus audacieux d’attribuer à la matière un comportement ondulatoire, hypothèse que sut apprécier Einstein.
Des expériences tres récentes confirment la « réalité » du photon telle que la conçut
Einstein, mais au rang des particules élémentaires, on ne peut que s’étonner ou méditer de sa spécificité, personnellement je le baptise volontiers de « pseudo particule » eu égard a ses attributs quantiques, spin, masse nulle, impulsion.
On peut dire que la physique relativiste et quantique partagent une naissance commune et vont osciller depuis lors entre un irréductible et incompréhensible dualisme soit de particules au comportement ondulatoire, soit d’ondes se comportant comme des corpuscules ponctuels. On a souvent dit que cette complémentarité ne pouvait se manifester simultanément au sein d’une même expérience, comme celle des fentes d’young ; M.Bitbol me semble avoir suffisamment mis en valeur une erreur communément enseignée à ses yeux, pour ne pas y revenir ici, d’autant que cela ne m’apparait pas crucial.
Le dualisme caractéristique des phénomènes élémentaires doit donc être considéré comme deux facettes simultanément interchangeables, quant bien même le protocole expérimental ou explicatif serait susceptible de privilégier l’un des deux aspects. C’est le cas de la diffusion Compton modélisée classiquement par l’impulsion des rayons X sur l’électron grâce au modèle corpusculaire du photon, pour laquelle un traitement ondulatoire par la fonction d’onde de Schrödinger convient aussi (in M.Bitbol – En quoi consiste la physique quantique).
Les idées sur ces attributs ont balancées au gré des positions scientifiques et manifestent de fait l’incapacité des physiciens à renoncer a un dualisme dont on ne peut dire si il est ontologique ou phénoménal, car tout en l’acceptant personne n’a pris position sur ce point, sauf le physicien A.Lande .
Il est pourtant difficile d’accepter sans broncher le fait que l’énergie électromagnétique portée par un photon ponctuel, ne soit spatialement localisable qu’au sein de l’onde ou le photon peut se manifester partout pourvu que ce soit sous forme probabiliste, tour de force qu’accomplira Schrödinger, puis un peu plus tard la mécanique matricielle d’Heisenberg, Jordan, Born.
La trouvaille mathématique de Schrödinger, la « fonction d’onde » repose sur un traitement par les probabilités de trouver le photon (ou l’électron) sur son onde associée. Cette probabilité qui traduit la répartition statistique observable sur l’écran des fentes d’Young règle à sa manière la probabilité de présence de la particule sur l’onde, concept qui conduira De Broglie à celui d’onde pilote, dont on ne peut que mesurer le brumeux mystère ontologique.
On peut concevoir, sur des bases aussi brouillées, l’attitude « pragmatiste » de Bohr et Heisenberg pour fonder un outillage mathématique aussi incompréhensible qu’irréprochable qui conduira la physique quantique au succès que l’on sait !
On assiste depuis les espaces de Hilbert et l’algèbre de Von Neumann à l’immixtion en physique d’une physique mathématique qui renonce à décrire mais se donne tous les moyens de prédire. Cette tendance n’a d’ailleurs cessé de se développer au niveau des jeunes chercheurs, mais il faut bien constater que depuis la chromodynamique quantique, les choses ont peu bougé ; c’est-à-dire qu’il n’est rien émergé des foisonnements théoriques opérant une synthèse, incorporant l’irréductible gravitation, dont la mécanique quantique n’a eu que faire, en raison de la faiblesse de la constante de couplage gravitationnelle G devant celle de coulomb C au niveau du modèle atomique, et bien plus encore dans les couplages nucléaires.
Une remarque, au passage, pour constater un paradoxe à ce titre. Il est vrai que la physique quantique pouvait négliger (au calcul) les forces gravitationnelles dans la modélisation de l’atome et des noyaux, mais ce doit être au niveau même de la matière que la gravitation prend naissance, ou du rapport qu’elle entretient avec autre chose. Apres Newton, Einstein lui même ne remet pas en cause ce fait inexpliqué de l’attraction universelle, conséquence de la présence de matière-énergie, quant il fondera la relativité générale ; si bien que l’on puisse en attendre l’origine dans un élémentaire pondéreux (ou massique) qu’emporte surtout les noyaux et pour une par très faible les électrons. A ce jour les théories quantiques de la gravitation ont échouées, y compris la prometteuse théorie des cordes, si j’en crois Lee Smollin. Passons…
Chez R.P.Feynman, l’aspect corpusculaire du photon prédomine dans un schéma quantique ou les relations d’indétermination d’Heisenberg justifient une non localisation du photon et de manière non explicite chez Feynman une phénoménologie de type ondulatoire cachée sous le concept des intégrales de chemin.
En reprenant les idées d’Einstein de 1905, date à laquelle il formalisa le concept de photon, nous allons analyser la dérivation relativiste qui conduit à attribuer une impulsion au photon sans autre préoccupation que la syntaxe mathématique qui conduit des prémisses aux conclusions, et montrer comment cette syntaxe pourrait être fautive, et conduire de prémisses reconnues comme justes à une conclusion fausse. Il faut préciser qu’en 1905 la mécanique quantique est encore au berceau. Le premier modèle atomique de Bohr-Sommerfeld viendra en 1911, Planck lui même ne prenait pas vraiment au sérieux l’invention par Einstein du photon qui pourtant dérivait de ses propres travaux et il faudra attendre une bonne vingtaine d’années pour qu’apparaisse en 1927 le principe d’indétermination (ou d’incertitude) d’Heisenberg, le concept d’onde de matière en 1924-1925 par De Broglie, et la fonction d’onde par Schrödinger.
C’est donc dans un contexte restreint à celui de la mécanique relativiste, qui fusionnait avec l’électromagnétisme de Maxwell-Lorentz, qu’Einstein attribue étonnement au photon (grain d’énergie lumineuse réputé sans masse) une impulsion attribut classique depuis Newton des corps matériels. L’impulsion est une quantité de mouvement conservatrice ; P= m.v pour un corps de masse m.
Pourquoi le photon relativiste n’a pas de masse ?
En réfléchissant plus profondément au déplacement de la lumière, il n’est pas évident qu’elle ne puisse dépasser la vitesse dans le vide qu’attribuait Maxwell aux ondes électromagnétiques, mais c’est un fait d’expérience vérifié avec la plus grande précision, et d’autre part cette vitesse ne dépend pas du déplacement relatif des sources émettrices ou des observateurs par rapport aux étoiles fixes, observations qui fondent la Relativité restreinte.
D’une certaine manière on pourrait dire que les quantas de lumière n’ont pas de masse car la « le photon ne peut pas aller plus vite que la lumière étant lui même la lumière ». La théorie de Maxwell-Lorentz stipulait que l’onde électromagnétique se déplaçait à sa plus grande vitesse dans le vide et que cette vitesse était indépendante de sa fréquence ou longueur d’onde. Cependant les transformées de Lorentz laissant invariantes par changement de repère Galiléen les équations de Maxwell, elles imposent leurs contraintes mathématiques à la propagation de la lumière, comme situation limite. Il serait superficiel de considérer ce qui précède comme des évidences qui s’imposent à l’esprit tant nous sommes mentalement formatés au concept de photon-lumière sans masse depuis 1905. A lire De Broglie ou Heisenberg ces concepts ne s’imposent pas d’office. Le front d’onde électrique et magnétique de Maxwell se déplace à une vitesse plafond dans le vide dont la théorie ne peut prédire la valeur numérique, maxwell savait qu’elle était plus faible dans l’eau ou le verre, c’est-à-dire dans des milieux matériels qui s’opposaient à son déplacement ce qui le conduisit à l’intuition géniale d’une vitesse plafond dans le vide, qui est le « corps » le moins réfringent que l’on puisse imaginer.
Mais si l’on superpose par la pensée aux ondes électromagnétiques le concept de photon, tout se complique, et l’idée que le quanta de lumière puisse n’avoir pas de masse n’est plus aussi aveuglante que cela. Je n’ai pas trouvé le texte original de De Broglie qui avait prédit une masse infinitésimale au photon, probablement indexée à sa fréquence ; mais cette hypothèse passa aux oubliettes.
Il résulte de la relativité restreinte exprimé par les transformations de Lorentz que la masse observable augmente avec la vitesse pour un observateur au repos. La valeur dite « propre » de la masse est celle du corps au repos dans le référentiel de l’observateur. Cette variation a deux conséquences (prémisses justes) :
- L’énergie cinétique d’un corps s’écrit : Ec = (m-mo) c² = E-Eo (1)
Avec m comme masse à la vitesse v soit m = mo/√(1-v²/c²) , mo étant la masse au repos E est l’énergie totale du corps à la vitesse v, Eo son énergie totale au repos égale à Eo=mo. C² (2) exprimant l’équivalence universelle de la masse et de l’énergie. Or le facteur v/c tendant vers 1 pour le photon, son éventuelle masse-énergie cinétique tendrait vers l’infini. Ce fait a conduit Einstein a attribuer au « photon » une masse au « repos » nulle et par voie de conséquence le photon en déplacement à la vitesse de la lumière n’a pas de masse, ce qui a fait dire plus haut qu’il se déplacait comme la lumiére.
- La relation énergie-impulsion d’un corps ou d’une particule massive s’écrit : E² – Eo² = p²c² (3) (pseudo norme du quadri vecteur énergie impulsion)
Ce qui signifie que cette expréssion s’applique dans un espace temps pseudo Euclidien de Minkovski, son domaine de validité ne doit pas violer la condition c²dt²-dx²-idy²-dz²=0 équation qui contraint la simultanéité de 2 événements à ce que la vitesse de la lumière soit infinie ou qu’ils se produisent au même endroit.
Ces relations s’appliquent à des corps ou particules massiques soit au repos dans le référentiel de l’observateur, soit en déplacement rectiligne et uniforme par rapport à ce dernier. Dans le cas du photon dont la masse ne peut être que nulle dans la formulation relativiste, on suppose que ces relations peuvent rester valables et comme il n’existe pas de référentiel ou la lumière soit au repos on conjecture pour le photon que l’énergie au repos du photon est nulle Eo= 0 en vertu de la relation (2); ce qui a première vue parait raisonnable, voire s’imposer ; car comment attribuer une énergie scalaire non nulle alors que la particule qui l’emporte n’est par nature jamais au repos dans quelque référentiel que ce soit. On pourrait lui attribuer une valeur imaginaire qu’au prix d’une reformulation en profondeur du concept de masse, ce qui sort du cadre Lorentzien de la relativité restreinte.
En conséquence on obtient la relation classique:
E²= p²c² soit E= + /- pc (3)
N’en retenant que les valeurs positives de l’énergie, on aboutit à la célèbre équation d’Einstein pour le photon
E=pc=hÏ…
Le membre de gauche traduit un aspect corpusculaire et celui de droite ondulatoire, on peut remarquer que l’expression E=hÏ… découle directement de la définition classique de l’action, (cf. les inégalités d’Heisenberg) une fois reconnu le quantum irréductible d’action h . L’expression E=pc dérive comme évoqué plus haut de la mécanique relativiste ce que nous allons discuter dans ce qui suit.
Dans le cadre relativiste en posant Eo=0 est prise une hypothèse intuitive mais qui ne repose sur aucune certitude d’ordre physique. En l’état des connaissances, on ne peut prédire ce qu’il advient de l’énergie d’un photon dans de telles circonstances. Il est admis depuis le modèle de l’effet photo-électrique que par nature le photon, qui voyage à la vitesse de la lumière, emporte l’énergie quantifiée (rayonnement du corps noir) E= hÏ… . Mais la mécanique relativiste ne peut pas prétendre modéliser ce qui se passe quant le photon interfère avec la matière, c’est-à-dire cesse sa course luminique, il est stipulé que dans cette situation l’intégralité de l’énergie du photon est absorbée par la matière, soit réémise dans le cas du corps noir, soit utilisée à libérer un électron dans le cas de l’effet photo-électrique. Il reste donc non démontré, mais possible de conjecturer que son énergie propre prend strictement une valeur nulle.
Cependant nous savons que l’énergie cinétique relativiste dépend de la variation de la masse (Prémisse juste) . et dans le cas du photon, la masse du photon est réputée nulle, (formalisme relativiste consistant plus observations ) ; or mo= m√1-v²/c², soit pour v=c mo = 0x0 = 0 ; alors nous pouvons affirmer comme juste le fait que pour le photon la masse m=mo=0. Par voie de conséquence l’énergie cinétique du photon est nulle, ce qui pour la mécanique classique n’est pas une surprise. Comment tirer parti de cette conclusion pour l’impulsion du photon ? On peut réécrire la relation (2) sous la forme :
( E-Eo) ( E+Eo) = p²c² (relation 4) pour faire apparaitre l’énergie cinétique E-Eo que nous savons formellement nulle pour le photon, il faut alors en tirer la conséquence, l’impulsion du photon est nulle contrairement à la relation (3). Nulle signifie qu’elle n’a plus de sens.
La relation mathématique E= hÏ…=pc qui relie l’aspect ondulatoire à l’aspect corpusculaire devient illicite, et seule reste licite E = hÏ… qui exprime l’aspect ondulatoire comme conséquence du rayonnement du corps noir modélisé par Planck, et qu’Einstein avait attribué à la lumière via le concept du photon.
Une conséquence immédiate serait qu’il faille remodeliser la diffusion Compton qui s’expliquait remarquablement bien par l’impulsion du rayonnement X. et d’autre part renoncer à un modèle dualiste devenu illicite donc superflu.
Mathématiquement la relation (4) nous permet de réattribuer un sens au concept d’impulsion du photon à la condition d’attribuer une masse au photon, de telle manière que le terme E-Eo ne soit pas nul, et ainsi de lui affecter une énergie cinétique, comme l’entend la mécanique classique.
Remarques :
- Le terme lié à la masse du photon n’est qu’un correctif infinitésimal à la relation d’Einstein, infinitésimal compatible avec la précision de l’effet Compton
- Il faut imaginer un protocole de calcul de la masse, et une fois obtenu la valeur vérifier que les correctifs rentrent dans la précision expérimentale de l’effet Compton.
- De fait la relation (4) prend la forme suivante
(E-ε) . (E+ε) = p²c² avec ε=mo. c² et E= hη , relation qui pour une faible valeur de ε redonne la relation d’Einstein.
Cette masse « putative »attribuée au photon ferait rentrer ce dernier dans une ontologie particulaire classique. Je vois des avantages immédiats à une telle hypothèse concernant le spin et l’impulsion .
On aurait pu renoncer a un attribut ondulatoire du photon des lors qu’on peut lui attribuer une masse, comme le Neutrino, devenant une particule élémentaire familière. Cette hypothèse permet de réinterpréter son impulsion et son spin, car le moment cinétique intrinsèque n’aurait plus de ce fait une origine mystérieuse. Abandonnant le paradigme quantique de la dualité, au profit du seul aspect corpusculaire, ce qui ne pose pas de grosses difficultés pour l’électron, il reste cependant à interpréter les indéniables manifestations ondulatoires du photon, donc de la lumière, d’autant qu’a ce stade il garde un aspect vibratoire, celle d’un « oscillateur » élémentaire de fréquence η, qui par son déplacement dans l’espace à la vitesse de l’onde électromagnétique « signe une trace ondulatoire » classique.
Cette question reste délicate, d’autant que la nature symbiotique de l’électron et du photon est connue au niveau de l’atome, ce qui revient à reconnaitre que l’électron orbital relèverait d’un paradigme corpusculaire, alors que le photon émis ou absorbé relèverait quant à lui d’un paradigme ondulatoire, que l’on puisse ou non lui attribuer une masse.
Notons que si l’on peut créer de la lumière, on ne sait pas créer d’électrons ; on sait le faire déplacer dans le vide ou dans les conducteurs, on arrive à le faire changer d’orbite dans l’atome, ou à l’extraire de l’atome. Tout ce que la physique théorique arrive à prédire est la création simultanée de l’électron et de son antiparticule le positron, suivie de l’annihilation instantanée de cette paire avec émission de rayonnement gamma.
Il ne s’agit pas non plus de renoncer à ce que l’électron ait des comportements ondulatoires, mais a ce que ce soit un attribut ontologique. Dans l’expérience des fentes d’Young ce sont des interactions électromagnétiques entre l’électron projeté et les réseaux de matière constituant la fente qui interagissent. C’est au niveau de la fente constituée d’un nombre incalculable d’atomes et encore plus d’électrons périphériques que se passent des interactions électromagnétiques avec l’électron traversant. La dispersion du phénomène prend un comportement assimilable à une diffraction lumineuse par la fente. La structure atomique se limite au cortège électronique de la matière, les noyaux ne sont pas concernés dans les interactions électromagnétiques qui ne mettent pas en jeu leur stabilité. Il apparait donc qu’en distinguant clairement ce qui revient à l’ondulatoire de ce qui revient au corpusculaire, on ne s’écarte pas tant que cela des fondements de la physique quantique. La tentative de substituer à une situation d’apparence, une ontologie cachée par les apparences, même si elles sont interprétées loyalement, sous tend les efforts présents.
A ce stade d’une rédaction provisoire, je n’ai pas réussi à deviner ce qu’il pourrait advenir dans l’expérience des fentes d’Young entre la matière et la lumière qui puisse justifier pour les photons un paradigme corpusculaire comme celui des électrons.
Ces réflexions conduisent à renoncer au dualisme onde/corpuscule et à abandonner l’hypothèse de De Broglie sur les ondes de matière.
L’électron est une stricte particule élémentaire.
Le photon un phénomène d’ordre « ondulatoire ».
A suivre…
P.S. Je joins à cet article un texte de Paul Erhenfest, daté de 1927 sur le Congrès Solvay, de cette année cruciale pour la physique, et dont la lecture est un bon « thermomètre » de l’ambiance et des débats entre « spécialistes » de l’époque.
193 réponses à “LA LUMIERE – ONDULATOIRE OU CORPUSCULAIRE, par Bernard Laget”
Je suis frappé d’une sorte de Dogmatisme, d’argument d’autorité, de ceux qui sur le Blog viennent au nom de leur activité proféssionelle en sciences, n’apporter que des critiques de principe, sans contenu; et exprimer en levant le front que la science n’est pas accéssible au commun des mortels, dont bien sur ils ne font pas partie !
D’autre part je sais chez les proféssionnels ordinaires les bagarres et les savonages de planche pour garder un petit avantage acquit dans un labo du CNRS ou autre; c’est à dire poste, un salaire et de petits moyens affectés au dit labo; et le fait que le seul moyen de vivre quant ils sont externes au CNRS est d’avoir un poste universitaire d’enseignant autour duquel va se former un groupe de doctorants et post doctorants sous leur houlette.Pourquoi pas d’ailleurs? mais bien souvent les theses qui en sortent épaulent leur propre travail de chercheur.
Sur le blog des gens comme moi ou Marc Peltier réfléchissent en libre penseurs aux questions scientifiques, et j’affirme ici avoir fourni un travail intellectuel sérieux pour un amateur qui prétend que la science devrait étre accéssible à l’Honnéte homme « cultivé », et ne récoltons que le dédain de petits maitres.
Mais non ! nous n’avons rien compris , car nous ne pouvons rien comprendre, nous ne proférons que des inepsies au motif que seuls des proféssionnels ont accés à la science, il s’agit de l’argument d’autorité, venant de personnes respectables, certes, mais qui n’apportent rien d’autre, et qui se tairaient si » les naifs » n’osaient y réfléchir un peu sur le blog. Je suis certain que si les mémes textes étaient signés par un scientifique connu, ces honorables proféssionnels se comporteraient différemment.
J’ai recoupé longuement les auteurs classiques sur les inégalités et le théme de la dualité, pour ne pas dire d’énormités; et j’ai pris bien des précautions pour présenter mes réflexions, c’est à dire laisser des points d’intérrogation un peu partout, mais aussitot arrivent à la curée; et je ne sais pourquoi des gens bien silencieux qui probablement ne venaient sur le blog que pour suivre la crise financière et le sort de leurs économies.
Cette attitude « dogmatise » leurs interventions et parfois je me demande si ils se sont méme attachés à lire les billets et en critiquer le fond, ce qui témoignerait d’une tolérence et d’un esprit constructif de dialogue. En revanche Paul Jorion nous lit, et va rapidement à l’éssentiel, lui aussi et comme nous reste perméable aux idées, quitte à en débattre, quitte à l’érreur aussi.
Psychanalitiquement parlant, le fait d’utiliser ou de parler de la M.Q. ou de la relativiré, ne nous place pas au niveau intéllectuel de Bohr ou d’Einstein, mais , modestie à part, nous incite à les prendre comme des « modéles », à l’exigence de la rigueur,
J’affirme ici que les deux articles que je viens de passer ne sont pas « des breves de comptoir » scientifiques et que je pouvais espérer des vrais critiques; mais la moisson en est maigre et l’etat d’esprit de leurs rédacteurs n’ouvrira pas la science au public, ça je vous l’affirme sans incertitude!
Cent fois sur le métier remettez votre ouvrage !
Boileau
faut pas se décourager, si l’idée est bonne elle finira par « prendre » quelles que soient les critiques.
J’imagine que c’est frustrant une telle opposition! Mais vous prêter des intentions qui ne peuvent suffire à combler le vide. Quand eneite, plus haut, nous parle de points précis, on n’a pas de réponse, juste un cours par un commentateur de bonnes manières. Or ce qui est dit est vraiment très simple. Il n’essaye absolument pas de se cacher derrière de la technique. Le probléme de rentrer dans les détails est qu’il faudrait écrire beaucoup sur la façon dont Dirac voyait les choses, sur celle d’Einstein, et nous aurions du mal à dire autre chose que ce qu’ils ont dit… Une autre façon serait de prendre un cas précis, une molécule de benzene, et de regarder ce qu’on peut dire.
Beaucoup, en apprenant tout ça, ont eu le secret espoir, d’y apporter personnellement quelque chose de général, mais se sont confrontés à un mur incroyablement haut. La physique est une vielle science, et ceux qu’ils l’ont écrit avait beaucoup d’imagination. Ca ne les dérange pas de prendre n’importe quelle hypothèse.
Ceux qui font l’effort dans un cadre personnel de travailler à ces questions, apportent tout leur enthousiasme et toute leurs volonté pour aborder les questions générales. Mais j’entends rarement quelqu’un me parler d’écoulement granulaire ou de problème de cet ordre, plus terre à terre en gros. Or, c’est cette liaison qui me semble finalement être une réflexion physique.
Bernard Laget
Sachez bien que vos investigations sont parfaitement légitimes et fécondes, et ce, à plus d’un titre. Je ne sais que trop que, l’ « intellectualisme », spécialement en France est plutôt délétère, et quand il s’y met, il ne relève plus d’un quelconque intérêt dans des échanges profitables à tous, mais d’une joute entre égos, voire d’une compétition des mâles…
Juste avant lire vôtre message, j’avais déjà répondu à celui de Marc Peltier plus haut, je vous y rajoute (et, bien sûr quiconque voudra le lire).
Je vous l’assure à vous aussi, Stéphane Lupasco vous sera d’un apport inestimable.
Bonjour Marc Peltier,
Je ne sais si vu avez porté attention à mon précédent message ci-dessus:
19. Rumbo dit :
2 février 2011 à 17:56
Lisant votre présent message, – il vous faut donc nécessairement – et c’est très heureux ainsi pour la conaissance et pour votre investigation, aborder – d’urgence – les études de Stéphane LUPASCO (1900-1988) dont, précisément, l’essentiel des recherches ont mis au jour la logique existante dans l’Univers lequel se trouve constitué par un système de RELATIONS et non pas des seules identités, lesquelles identités procédent des relations. Cette démarche de Stéphane LUPASCO deviendra de plus en plus incontournable. En effet, la logique dite de l’identité et du tiers exclu est notre logique « implicite », quasi exclusive. C’est une logique qui nous colle à la peau et à la conscience. Cette logique, aristotélicienne, est parfaitement légitime et a déjà apporté beaucoup dans tous les domaines possibles, elle est basée sur le principe de l’identité, le verbe ÊTRE, ce qui EST, ce que détecte notre observation. Mais cette logique de l’identité qui a des milliers et des milliers de fois démontré sa valeur et son efficacité, devient à la longue un frein, un empêchement d’avancer dans la compréhension de l’Univers et ses phénomènes (toutes échelles comprises), tel un véhicule ayant atteint sa charge maximum, et, selon sa conception, a atteint sa pleine capacité d’emport. Pourtant, les phénomènes se produisent en un principe d’antagonisme et de contradictions gradués à l’infini.
On cite parfois Stéphane Lupasco comme un philosophe, ce qui est inexact ou secondaire, Lupasco est un épistémologue. Son substrat scientifique est irréprochable, au moins dans son époque encore récente. De même on dit parfois: la logique – de – Lupasco, non, c’est une logique existant dans l’univers déouverte et développée par Lupasco.
Une parenthèse au passage. Pour ma part, et c’est mon – idée personnelle -, Lupasco est celui qui a décripté ce qui correspond à la logique chinoise, et ce de manière très impressionnante. cette logique est celle qui se trouve inscrite dans le livre des transformations le Y KING, l’un des plus anciens livre du monde, constitué seulement par une seule feuille comportant ses 64 hexagrammes. L’épaisseur du Y KING, « épaisseur » toute « relative », est seulement due à l’accumulations des réflexions des penseurs à travers les millénaires.
Cette – jonction – pensée chinoise et investigations si fécondes de Stéphane Lupasco m’est venue, presque d’un coup, après avoir longuement abordé la logique chinoise et les apports inestimables des écrits de Stéphane Lupasco, mais en l’absence titale de l’idée de faire un rapprochement entre ces deux – pensées -.
Je referme la parenthèse.
Ce petit extrait ci-dessou vient d’un entretien de Stéphane Lupasco en 1987:
– j’ai constaté en abordant la physique quantique qu’on était en présence d’une contradiction, dès le départ, dans le quantum de Planck qui est hv, où h est une valeur arithmétique discontinue et v une valeur ondulatoire continue. Mais, en vertu de la logique classique, personne n’admettait la contradiction, car pour cette logique, deux termes contradictoires s’annulent.
Einstein, par ailleurs, créa la théorie de la lumière basée sur les quanta, en prenant le photon comme quantum. Là aussi, j’ai constaté que la lumière est à la fois ondulatoire et corpusculaire. Par la suite, on a constaté, grâce à des expériences célèbres comme celles de Davidson et Germer, que la projection d’un faisceau d’électrons sur un prisme produit derrière ce prisme, des phénomènes ondulatoires. J’ai montré, à partir de ce phénomène extraordinaire, que les tentatives des physiciens de tout ramener à l’onde en créant la mécanique ondulatoire, ou de tout ramener au corpuscule par la physique quantique, étaient dictées par la logique classique qui refuse de voir dans les faits que j’ai cités, la preuve que la contradiction est fondamentale dans la nature de l’énergie. S. Lupasco –
http://fr.wikipedia.org/wiki/St%C3%A9phane_Lupasco
Il me semble que quelqu’un ici dans ce blog a déjà parlé de logique tétravalante…
@ Greg
C’est moi qui ai posté un commentaire hier soir en suggérant de réfléchir à la piste du remplacement de la logique binaire par la logique tétravalente, mais il semble qu’il ait été modéré ou passé à la trappe !
@rumbo
Merci d’attirer mon attention sur Stéphane Lupasco. Ce que vous présentez de sa pensée résonne pour moi, en effet.
Paul Jorion m’a désigné également la philosophie de la nature de Hegel. Comme quoi on peut être influencé par des auteurs avant même de les avoir lus!
Il y a certains liens et sites abordant la « logique tétravalente » qui me chatouillent le nez… Question de sensibilité !
@Zevengeur : Je parle d’un post bien plus ancien, mais le sujet revient de temps en temps…
@JA : Et oui moi aussi, mais je sens que l’on tourne autour du pot ici parfois… Je pense que certains intervenant ont du trainer sur ces sites chatouilleurs, pour les avoir ecumés de long en large je vois trop de concepts étrange refaire surface. Ne serait-ce que les évocations à Jean-Pierre Petit…
@Julien Alexandre
Hum, sujet tabou ! 😉
Cependant, certaines personnes non farfelues ont abordé ce sujet sans se préoccuper de son aspect « indécidable » et ont découvert que le contenu scientifique dudit sujet serait loin d’être sans intérêt….
@Julien Alexandre (Suite)
(Avec un temps de réponse car je suis un peu lent à la détente !)
Mais Zalors, j’en déduis que vous avez lâchement censuré mon post d’hier soir 8-#
(Il faudra donc que je relise soigneusement la charte de ce blog !)
« Lâchement » ? Non monsieur, avec panache et discrétion ! Les sites complotistes et autres âneries ne sont pas les bienvenus ici, rien de nouveau sous le soleil.
@JA : la frontière est malheureusement parfois ténue !
Est ce que l’on doit s’interdire d’aborder un sujet au prétexte que les 1ers a en avoir parler sont peu crédibles ?
Personnellement j’aimerais que quelqu’un de sérieux se penche sur cette logique tetravalante pour enfin avoir une autre vue que celle teintée d’esoterisme que l’on trouve habituellement sur le web.
Et puis a force de dire que la logique classique connait ses limites lorsqu’elle est appliquée a la MC, il va bien falloir essayer autre chose !
Le problème, c’est que lorsque vous n’avez que des clowns qui s’emparent d’une idée, c’est souvent que les gens un tant soit peu sérieux l’ont déjà déconsidérée…
Les sites auxquels je fais référence sont des sites complotistes, et s’ils ont eu le droit de cité aux débuts du blog, leur propension à cannibaliser tous les débats nous a fait reconsidérer la place à leur donner. Ils nécessitent à mon sens des espaces qui leur sont dédiés, ce qui n’est pas le cas du blog.
@Julien Alexandre
Ces idées comme d’autres ont une source dont l’origine est certes controversée.
Mais n’est il pas plus pertinent de s’intéresser à leur contenu plutôt qu’à leur origine ? Origine finalement dont l’importance relative est faible.
Par ailleurs puisque la logique Aristotélicienne pose problème pour comprendre la MQ, doit on s’interdire à priori une piste possible ?
Car si c’est une bonne piste, on devra dans un certain temps retourner à la bifurcation Jorionnesque où l’on aura fait le mauvais choix !
@rumbo
Je partage vos vues concernant l’insuffisance de logique aristotélicienne.
J’ai posté à ce sujet dans les commentaires du billet « Physique quantique et réalisme scientifique »,
vers la fin, post 32.
Dans l’attente de vos éventuels commentaires.
je suis étonné que les physiciens ayant affecté un minimum d’action pour expliquer le rayonnement du corps noir ,n’est pas non plus affecté à cela un minimum de temps. Le temps
serait donc discret et aucune particule ne serait simultanée à une autre et donc identique à une autre Ceci expliquerait la que la vitesse de la lumière soit identique partout
et qu’une planète loin de nous n’est pas la même simultanéité de temps que nous
ZACZYK
cella dépend si vous avez le regard lointain ?
c’est juste une création ,n’en faisons pas un plat svp.
merci
1) Pour ceux que cela intéresse, et qui ne sont pas rebutés par un peu de technique, je signale les cours de Serge Haroche au collège de France (depuis 2001), sur l’intrication, la complémentarité, la décohérence, l’information quantiques,
disponibles à cette adresse :
http://www.college-de-france.fr/default/EN/all/phy_qua/annee_20092010.htm
(Commencer par le début, c’est à dire l’année 2001-2002)
2) Pour le reste, et sans vouloir polémiquer, il serait préférable de s’adresser (pour un article scientifique) à un physicien professionnel spécialiste du domaine considéré.
La passion des amateurs de physique, dont je fait partie, est une saine chose, tant qu’elle ne dérive pas vers des théories trop atypiques et/ou trop simplistes, qui montrent souvent des incompréhensions de base.
Il faut d’abord étudier avant de pouvoir enseigner, chercher, ou écrire des articles scientifiques !!
Tri mok
Il y a un an que je suis le cours d’haroche et de veneziano au college de France et d’autres choses à l’ENS, merci pour ceux qui les méconnaitraient, mais je n’ai pas signalé le cours d’haroche, ici, tant il me parait spécialisé ! donc d’un accés rebutant .
Votre attitude un brin condescendante, et les réponses de Blob confirment un « élitisme » historique à cette discipline, les questions de la physique sont donc réservés aux spécialistes! Ce que je conteste pour la science, Einstein proféssait pouvoir expliquer la relativité à un enfant de 10 ans, mais la physique quantique en est résolument incapable, un public cultivé ne peut y avoir accés , étrange science.
Il faut dire qu’à lire certains auteurs proféssionnels qui la rendent accéssible (tanoudji), que son formalisme méme l’isole splendidement; et à lire « une introduction philosophique » à cette discipline ouvrage de M.Bitbol de 450 pages on puisse méme etre rebuté à l’entreprendre !
A vous lire, je me demande mème si elle est comprise de ceux qui l’utilisent ?
.
L’erreur est là : « Avec m comme masse à la vitesse v soit m = mo/√(1-v²/c²)… « .
En effet le calcul doit tenir compte d’un facteur supplémentaire et porté par le vide.
Comment se fait-il que le modèle standard nous indique que le vide contient de la masse noire et de l’énergie noire. N’est-ce pas dire qu’il contient de la masse en mouvement ?
Si la masse du photon est avérée alors la généralisation de la Relativité restreinte « tombe » simplement par la gravité. (le calcul relativiste est alors truqué…)
Donc il faut modifier la théorie en postulant une masse au photon.
Comment peut-on faire apparaitre une masse au photon si l’on postule dès le départ qu’il n’en a pas ? Ainsi lorsqu’on observe des faits contradictoires avec ce postulat et que l’on persiste a le certifier encore et encore alors on commet une erreur de principe.
Modele de saisons
» Donc il faut modifier la théorie en postulant une masse au photon. »
En l’état elle pourrait étre approximativement vraie, la relativité marche suffisemment bien ! quoi qu’il en soit (masse ou pas) le sort d’une théorie est toujours d’étre dépassée, mais de rester « vraie » sous conditions. En ce qui concerne mon hypothese, la masse est un sorte d’emprunt à son énergie totale qui peut etre utile dans certains cas de prendre en considératin; mais il faut qu’elle soit faible pour ne pas remettre en cause la diffusion compton, d’ailleurs elle sera d’autant plus faible que la fréquence sera élevée, ce qui est le cas de la diffusion compton par des rayons x, encore plus pourles rayons gamma ; et expliquerait une faible portée des infrarouges.
>Trimok
Je vous remercie d’avoir relever mon erreur: c’était due à une imprecision d’expression, mais cela m’a amener à dire quelque chose de faux.
Je voulais dire que les quantités que l’on observe, notamment l’hélicité, qui corresponds aux états de polarisation du photon ne sont compatible qu’avec une masse nulle pour ce dernier, compte tenu de ce que l’on sait sur les symétries de l’espace temps et compte tenu de la loi de l’expression des équations de Maxwell, qui elles aussi découle d’observations expérimentales (notamment la loi de décroissance en 1/r^2 de la force électro-statique). C’est de ceci que l’on déduit que la masse du photon doit être nulle.
Il n’y pas de moyen évidemment de trancher sans observations expérimentales, qui nous donne des bornes sur cette masse.
Une partie de ces expériences est décrite dans la premiere partie du classique de David Jackson, Classical Electrodynamics chez Wiley.
Il y a qd meme un constat incontournable:
Aussi bien la relativité que le Quantique , tout comme la mcanique classique , utilisent des équa réversibles , ce qui , des le départ les discréditent.
Lorsque quentin dit que la dualité onde-corpuscule n’existe pas vraiment en MQ, alors que toute la MQ est fondée dessus, il dit vraiment n’importe quoi. Lorsque Bernard en fait une question d’être/paraître, (il reconnaît à l’électron un comportement ondulatoire au passage des fentes d’Young mais en fait un phénomène qui n’a plus rien à voir avec le principe de dualité), il ne reconnaît pas plus que quentin l’existence de l’onde de de Broglie. Pourquoi cette « onde de matière » est-elle donc si choquante ? Maintenant j’accepte son existence, mais pendant longtemps je voulais croire, comme Bernard, qu’elle relève de l’être et du paraître.
Mais face à l’expérience d’atomes ultrafroids qui forment des franges d’interférences, et à force de réfléchir, je me suis rendu à une autre évidence : c’est que le paraître existe, lui aussi, il est une réalité à part entière. Et cette réalité du paraître mérite autant d’être expliquée que celle de l’être. Il y a un précédent à la dualité onde-corpuscule : c’est la vision en perspective. Cette vision n’est pas que du paraître, elle a une réalité qui réside dans notre cerveau. L’enjeu est donc de montrer comment des corpuscules, qui ne sont en réalité accompagnés d’aucune onde, se présentent à notre connaissance comme s’ils obéissaient à une onde. N’est-ce pas pareil que de voir les deux trottoirs d’une rue se rapprocher sans fin, alors que l’on sait pertinemment qu’ils ne le font pas ? Si c’est pareil, et je ne suis sûrement pas le premier à le penser, mais je ne fais pas de ce paraître une illusion dont il faudrait se débarrasser. Je n’en fais pas non plus un principe qu’il faudrait admettre sans explication.
Il est un fait qu’il suffit de traîner un peu sur internet pour voir quantité de nouvelles théories fumeuses portées par des gens maîtrisant à peine l’addition. Et c’est également un fait qu’ils adorent s’attaquer à la relativité et à la mécanique quantique (j’en ai vu un monter un site internet pour exliquer que c’est en fait la lumière qui reste immobile et notre monde qui se déplace dedans, hélas il n’existe plus…). Certains ont même fait des émissions sur le service public (si vous ne voyez pas à qui je fais référence, indice au téléspectateur: ils ont de grands mentons).
Ces fumisteries coexistent avec des tentatives plus sérieuses de considérer les choses (ex: le blog de Paul Jorion). Le problème est que, malheur de l’asymétrie de l’information, il n’est des fois pas possible de distinguer à première vue les clowns et les gens sérieux…
Un petit contre argument donc, qui me servira à tester votre théorie: dans le cadre d’un électron strictement particulaire, comment- explique t-on l’effet tunnel ?
Vous voulez m’entendre dire que le recours à l’équation de schrodinger pour que l’électron puisse franchir une barriére de potentiel ( quant il y arrive) conforte l’onde de matiére attribuée à l’électron ?
je n’ai pas réfléchi à votre test, ma premiere idee serait d’avoir recours conjointement aux deux inegalites d’heisenberg énergie-temps et position-impulsion, en excluant que le temps soit l’inverse d’une frequence et la position une longueur d’onde, pour ne pas retomber dans des attributs ondulatoires de l’électron. Je me suis laissé dire qu’une stricte barriére de potentiel n’est franchissable que sous condition d’une impulsion suffisante (à vérifier) ce qui rentre dans une description particulaire, me semble t’il ?
Euh, on peut faire un pari à découvert sur une position nue ?
Il va vous répondre, en raffinant, que la matière de la barrière se charge de mettre la particule virtuellement au-dessus de la barrière pendant très peu de temps, un saute-mouton.
Ou que ladite matière va se munir d’orifices transitoires (c’est d’ailleurs le cas du transport de masse dans les polymères amorphes suivant la théorie du « volume libre »).
Mais pour le défendre, on fait en ce moment des « films » à l’échelle de la centaine d’atto-secondes de réactions chimiques très rapides, à l’aide d’impulsion lumineuses très courtes (harmoniques élevées de méga-impulsions…). Ca sera aussi intéressant de regarder aux temps longs (les faibles décohérences…) qu’aux temps courts (la réaction « chimique », en fait le passage d’un électron ou plusieurs d’un puits à un autre…
@relichido
En considérent l’énergie de franchissement du seuil, il faudrait qu’apres rayonnement de freinage de l’électron par le champ coulombien, il reste assez d’énergie cinétique à l’électron faute de quoi il rebondit sur la barriére. Cela supose un traitement relativiste, ou par la QED ?.
J’ignore méme comment expérimentalement on peut créer la barriére coulombienne ( il faut des électrons , ou sont t’ils ?)
Dites vous bien que si j’étais un théoricien de premier plan, je ne serais pas ici, en cherchant des réponses à vos objections, nous en conviendrons tous les deux. Je sais d’autre part que schrodinger a réagi à l’hypothese de De Broglie par sa fonction d’onde, en 1926 je crois, confortant une mécanique ondulatoire des corpuscules matériels; c’est entendu !
Mon intuition me pousse à renoncer à une ontologie ondulatoire de l’électron, à démeler avec mes moyens de ce qu’il revient aux ondes et aux particules de matiere, ce renoncement est d’éssence philosopique, et rejoint le theme de la bifurcation. Je n’ai pas la connaissance, ni les moyens de redémonter l’édifice quantique, qui et je l’ai écrit est puisemment construit ! On m’a objecté l’effet Casimir et vous mémes la modélisation de l’effet tunnel, pardonnez moi de ne pouvoir les prendre en compte qu’en non spécialiste; mais pour l’heure, en acceptant par avance l’érreur, je ne suis pas intimement ébranlé.
on m’a fait valoir une forme de naiveté qui consiste à représenter l’électron comme une sorte de bille elémentaire de matiére chargée, il parait que dans certaines conditions il pourrait se fractionner, cela m’obligerait à changer de modéle ! Je n’ignore pas non plus les paradoxes qu’engendrent son rayon et le protocole de la renormalisation pour régler les divergences engendrées par sa stricte ponctualité.
Accordez moi au moins l’indulgence de ceux qui savent, a ceux qui cherchent non pas à savoir mais à comprendre.
En tant que béotien maitrisant a peine l’addition (pas plus de deux chiffres svp), j’aimerais comprendre : l’effet tunnel est habituellement expliqué par la fonction d’onde et donc une probabilité non nulle que l’electron soit « de l’autre coté de la barrière » c’est bien cela ?
Si oui est ce que cette probabilité reste non nulle en tout point de l’espace, ou est-ce que la probabilité tombe a 0 au delà d’un certain seuil/distance ?
@ Timiota
Il semblerait que la modélisation de l’effet tunnel suscite des débats assez profonds chez les pros !
Pourriez vous préciser ce que vous entendez par une position nue ? une particule peut t’elle en avoir une ? je pense en vous posant cette question à la sympathique intervention de Rutily sur le théme du passé d’une particule, qui limite en quelque sorte le concept de position nue, dans une approche relativiste a t’il précisé .
@ greg A
Oui c’est ce que je crois on attribue avec De Broglie une onde de matière à l’electron, puis avec la fonction d’onde de schrodinger on mathématise le passage de l’électron à travers le champ de répulsion coulombien, si j’ai pigé , il faut aussi tenir compte du freinage de l’électron par la barriere qui induit à son tour un champ électromagnétique conséquence classique d’une décelleration de la charge (par exemple le rayonnement d’une antenne) . Il se produit ainsi des couplages retardes car les champs se propagent à vitesse finie, alors que le champ coulombien de la barriére est établi préalablement , spatialement stable avec un gradient en 1/d² ou un potentiel en 1/d
Euh, on admet qu’il y a un potentiel V(x) ou pas ?
Il est du à des charges assez fixes, par exemple sur la grille d’une bonne vieille triode pour dire des choses concrètes. V(x) est donc une grosse bosse au milieu, et c’est plat à droite et à gauche, jusqu’au bord où on va remettre des grosses barrières.
On peut très bien faire exister un nuage électronique d’un électron dans un état propre de part et d’autre de cette barrière, sans aucune intrication ni rien. Son niveau d’énergie (« propre ») sera en dessous du max de la barrière Vmax . Le flux de probabilité est nul à travers la barrière dans ce cas, par équilibre des deux « flux tunnels ».
Si on sait préparer le système d’un seul côté (j’ai mis mon canon à électron à gauche), je vais préparer le système dans un état non propre, il va donc évoluer. C’est un double puits, il a des états propres pairs et impairs, j’ai construit une combinaison linéaire des deux, et je vais en la laissant évoluer « voir » l’électron passer à travers la barrière de façon régulière. Le nuage va « slosher » de droite et de gauche. Toujours pas d’intrication ni rien de compliqué en vue, juste la mécaQ de base.
L’effet tunnel « habituel », c’est toutefois le cas où on a préparé à gauche et on a un grand endroit sans barrière à droite, on vient compter son électron une fois qu’il est passé, et « mort ». C’est ainsi qu’on fait dans une diode tunnel par exemple, on dans une mémoire flash (on abaisse la barrière tunnel jusqu’à faire sortir les charges piégées).
Historiquement, c’est Gamow qui a réalisé que l’effet tunnel devait avoir lieu ainsi (d’une « petite boite » vers la steppe du grand tout) en se demandant pourquoi la désintégration des noyaux avait lieu, alors qu’il était quasi impossible de faire rentrer la particule émise dans le noyau. (faiblissime section efficace). C’est que la particule dans la petite boite fait tous le temps plein d’essai. Donc meme si la proba tunnel est de 10^-18 (1 millliardieme de milliardieme) ca va se produire au bout de qq minutes. Tandis que en arrivant de dehors on ne fait pas 10^18 essai sur le meme noyau dans un délai raisonnable (sauf au sein d’une bombe H).
L’effet tunnel ne demande « que » l’interaction entre particules chargées, non relativistes, rien de bien extraordinaire. Sauf qu’il met très bien en valeur le caractère ondulatoire comme le fait remarquer Reiichido
@ Timiota, vous concluez:
» L’effet tunnel ne demande « que » l’interaction entre particules chargées, non relativistes, rien de bien extraordinaire. Sauf qu’il met très bien en valeur le caractère ondulatoire comme le fait remarquer Reiichido »
Donc, les fondations quantiques sont justes, l’hypothese de De Broglie avérée, et la dualité onde-corpuscule une fondation solide à la physique; il n’y a pas lieu de chercher de ce coté la une éventuelle « bifurcation » à vous lire, car il n’y a pas de probléme de fond.
Sur de telles conclusions, il ne faut pas s’étonner que la physique ne puisse que s’orienter vers des constructions mathématiques de plus en plus abstraites, comme l’école de copenhague en initia le chemin, et accepter qu’en conséquence cette discipline s’isole superbement ou fierement, le reste des humains n’ayant droit qu’aux retombées technologiques, incontestables d’ailleurs.
Cependant, à lire cetains auteurs, je pense à Feynmann, d’Espagnat, Lee Smollin, Aspect, Bitbol ou G.Cohen Tanoudji; votre pragmatiste adhésion à la construction quantique n’est pas partagée, sans discussion. La physique quantique est problématique, on ne peut pas jouer sur les mots à son sujet !
En non proféssionnel je ne peux que le constater, et je n’ai pas été vraiment surpris, dans cet ordre d’idées, d’apprendre que l’équipe d’Insbruck autour d’A. Zeillinger c’était renforcée de l’expertise d’un philosophe des sciences. ( si ma mémoire ne me trahit pas pour l’équipe en question).
@ Timiota
Vous n’avez cependant pas compris que des éffets relativistes se produisent avec un électron « non relativiste » L’exemple de votre triode ou pentode qui me rappelle les amplis Hi-fi de pointe suffira à vous le faire comprendre. L’electron accéléré vers la grille va bien sur etre freiné ou accéleré suivant le potentiel de la grille, dans cette circonstance il rayonne une onde électromagnétique qui dans le vide de la triode se propage à la vitesse de la lumiére, donc plus vite que l’électron lui méme. Le couplage grille électron fait appel à un traitement par potentiels retardés qui traine dans tous les manuels, et est fortement teinté de considérations relativistes.
Pour en revenir à l’effet tunnel dans notre bonne triode, le passage indésirable de l’électron quant il y a un potentiel de blocage doit étre plutot exceptionnel, eu égard à ce que l’on obtient et attend d’une diode/pentode réputées avoir peu de bruit de fond dans les fréquences audio en tous les cas, ce qui ne veut pas dire que le phénomene ne puisse se produire, je suppose que les choses se compliquent en régime transitoire .
@ Bernard laget
C’est qu’il y a déjà la moitié des gens qui confondent hybridation (combinaisons linéaires des fonctions d’onde des deux puits isolés) et intrication (superposition d’états) qui pose elle des questions profondes.
L’effet tunnel est un effet ondulatoire séparé des questions plus fondamentales de réalité.
En revanche, ça ,’empêche pas l’effet tunnel d’être commode pour finalement voir des objets séparés, si on veut expérimenter une réalisation des questions fondamentales
@ Timiota
Vous avez attiré l’attention sur le concept d’intrication, oserai je vous renvoyer vers ce billet de juin 2009 ou j’évoque un peu le sujet via les expériences d’aspect sous les inégalites de J.Bell, concernant des photons anti-coréllés au sens de l’objection EPR. Je considére ce sujet comme « non classé » en dépit de la violation des inégalites de Bell, tout ce que nous savons se résume au fait qu’il n’y a pas de parametres cachés aux photons intriqués mais épistémologiquement parlant EPR demeure! du reste la localité n’est violée qu’en apparence./
http://www.pauljorion.com/blog/?p=3680
Excusez-moi de répondre aussi tard…
Je ne voulais pas paraître (ni même être, ce qui est encore plus difficile !) condescendant voire prétentieux. La recherche de contre-exemples est un jeu très intéressant et longuement pratiqué dans la communauté scientifique.
Effectivement, je vois assez mal comment on pourrait expliquer l’effet tunnel en considérant l’électron de façon classique. Cet effet implique qu’on considère une « continuité » de l’existene de l’électron, même dans une zone ou son énergie ne pourrait pas classiquement lui permettre d’aller. Pour répondre à Greg, il n’y a pas d’effet de seuil, et la probabilité de présence d’un électron est non nulle « dans l’univers entier » (a ma connaissance).
Je trouve l’effet tunnel particulièrement intéressant, car il illustre bien le caractère ontologique de l’incertitude quantique !
Les grandes molécules de fullerène synthétiques composées de 60 atomes de carbones (360 protons ) dont la forme ressemble à un ballon de football donnent lieu aussi à des effets d’interférence lorsque ces molécules passent par le dispositif de Young.
Cela signifie que le critère pour l’observation d’un comportement quantique n’est pas la petite taille de l’objet physique mais la possibilité de créer une situation d’indiscernabilité.
Plus la molécule est grande, plus il y a de chance que la molécule interagisse avec son environnement détruisant de fait les interférences.
Présenté ainsi par V.Scarani, le problème de la dualité onde/corpuscule perd tout son sens car il est évident qu’ici avant de faire l’expérience on a fabriqué des molécules et non pas des ondes. En fait en situation d’indiscernabilité la notion d’onde n’est utilisée qu’en référence au calcul ondulatoire des probabilités où le principe classique de multiplication des probabilités indépendantes et l’addition des probabilités partielles sont remplacés par les mêmes règles portant sur des amplitudes.
que signifie alors l’interraction de ces grandes molécules avec leur environnement, précisémment dans les fentes, car on peut penser qu’elles restent plus petites que la fente?
Les propriétés quantiques d’un objet sont détruites si l’information sur sa position, sa vitesse, son énergie.. s’échappe dans l’environnement extérieur. Si on prend les fentes, il suffit d’avoir mis en place un mécanisme (peu importe lequel) qui nous renseigne sur la position de l’objet.
Oui on en revient bien souvent aux fentes d’young.
Je ne crois pas avoir souvenir dans les ouvrages de vulgarisation des paradigmes quantiques d’auteurs qui ne commencent pas leur ouvrage par (en gros) les fentes d’young; sauf chez M.Bitbol qui s’attache à la contextualité de la sémantique quantique ( je dirais les choses ainsi)
@Bernard Laget
aucun rapport avec mon commentaire.
Je voulais proposer une façon de voir les choses qui prétend que cet univers probabiliste peut être intuitif! Au moins, pas moins que les autres modèles… Je serais réellement intéressé par tous les propos démontant tout cela même de la façon la plus cruelle (i.e. avec deux phrases sur un « ton » condescendant).
La pysique classique est considéré comme un modèle plus intuitif que la mécanique quantique. Elle est considérée comme une approximation de la quantique. Elle est construite avec une liste d’égalités (des équations) décrivant l’évolution de façon déterministe dans le temps et l’espace de grandeurs physiques. Il est remarquable que cette liste a été réalisée par très peu de personnes (conditions sociologique ou(nonex) physiologique?), leur cerveau ayant dévellopé apparemment quelque chose de possible dans ce domaine…
Ces équations, la plupart du temps, ne sont pas résolvables par des formules mathématique. Mais ce sont ces quelque cas qui nous ont permis de donner rapidement du crédit à cette façon de penser. Par ailleurs, leurs solutions dépendent de conditions, appelées initiales, que l’on mesure avec une valeur approchée. Ce qui rend, dans les faits, cette physique nondéterministe (allez trouver où tombe la feuille d’un arbre!). On a donc un modèle parfaitement déterministe qui engendre une possibibilité de modéliser la réalité de façon non exacte. Ces erreurs (pas celle de l’impossibilité du calcul exact) peuvent d’ailleurs engendrer des approximations de la taille du système. Voilà un peu le modèle qui nous semble intuitif.
La quantique propose un modèle pour des choses très petites. Plus précisément, ce « plus petit », n’est pas définit comme plus petit, mais comme, « par exemple », le rapport entre la longueur d’onde de De Broglie et la taille de la chose considérée (une constante toute petite et la quantité de mouvement relativiste). On pouvait imaginer que l’on allait s’attaquer à l’affinement de ces conditions initiales. Mais des cerveaux (avec un corps), toujours très peu nombreux, et vivant pour la plupart en allemagne, ont proposé un modèle où des grandeurs physiques sont quantifiés: elles ne prennent que certaine valeurs et les autres sont impossibles. C’est une sorte d’affinement mais sans valeurs approchées: on peut, par le fait même de parvenir à observer des grandeurs physiques, mettre ces grandeurs physiques dans un état exact de cette hiérarchie des quantifications possibles. La contre-partie de cette quantification exacte est qu’il n’est pas possible généralement de prédire cette exactitude. De plus, ce modèle implique aussi qu’il n’est pas possible de mettre dans un état exact certaines grandeurs physiques en même temps. Le modèle sous-tendant à l’observation de ces statistiques est probabiliste et rien nous permet de considérer que ces probabilités sont un artefact de modélisation (C’en est tout de même un puisque c’est une modélisation de notre cerveau!).
On a donc un modèle qui fait appel à des distributions hasardeuses (mais suivant des lois de probabilités comme au loto) de choses (au moins pensées! ) pour rendre compte de façon plus précise de phénomènes. L’impossibilité de détermininer exactement des choses par notre degré de précision en classique est remplacé par une indétermination beaucoup plus faible couplée à un modèle probabiliste.
Au lieu de dire « à partir de là, on ne sait pas », on dit « à partir de là « on sait que l’on ne sait pas » et d’ailleurs voilà la formule de ce que l’on ne sait pas puisque c’est de la physique et qu’il faut compter, mesurer les choses. Dans d’autres domaines de la pensée, modéliser ce que l’on ne sait pas paraît plus ancien!
Mais est-il bien raisonnable de choisir comme la chose la plus vraie, celle qui modélise notre incapacité à savoir? Le contraire me paraît moins raisonnable. Si on rajoute que nous passons notre temps dans l’affect, c’est déjà pas mal d’être rendu là!
On pourrait réfléchir à nos propres capacités reflexives qui peuvent traiter de la reflexivité de la réflexivité et ainsi de suite… Peut-être modélisons nous alors un peu plus notre condition.
@Bernard Laget
J’ai pas mal réfléchi à votre texte. Il tourne autour de la dualité
onde-corpuscule. L’ennui est que les concepts de corpuscule et
de phénomène ondulatoire, ne sont pas explicitement définis dans
cette argumentation alors que la dualité entre les deux concepts
est le point central de la discussion.
Il me semble avoir décelé comme prémisse implicite que la masse et
l’impulsion sont des propriétés intrinsèques et exclusives des corpuscules.
Un phénomène ondulatoire n’a donc ni masse ni impulsion.
Avec ces prémisses, si on dit le photon est un corpuscule de masse nulle,
on dit que le photon a une masse, que cette masse existe et que sa valeur
est nulle. Sans faire de longs calculs, l’impulsion d’un corpuscule
massif étant proportionnelle à sa masse, le photon de masse nulle n’a
donc pas d’impulsion et l’équation pc=hu ne tient plus et donc on ne
peux pas connecter ondes et corpuscules par cette équation. En conclusion,
la dualité onde-corpuscule peut aller à la poubelle avec le concept de
photon qui n’existe plus, la lumière est une onde et l’électron est juste
un corpuscule.
Le paragraphe précédent est ce que j’ai compris de cette démonstration.
Si au lieu d’abandonner le concept de dualité onde-corpuscule, on abandonne
la propriété qu’un corpuscule doit nécessairement avoir une masse, le photon
peut alors être un corpuscule sans masse. C’est à dire un corpuscule pour
lequel la masse n’existe pas. Dès lors, les prémisses de votre démonstration
sont faux dans ce cas là :
« Il résulte de la relativité restreinte exprimé par les transformations
de Lorentz que la masse observable augmente avec la vitesse pour un observateur
au repos. »
devient
« Il résulte de la relativité restreinte … que quelque chose d’inexistant
augmente avec la vitesse » qui peut difficilement passer pour un prémisse
juste.
Pour terminer, dans le cadre des équations de Maxwell, le champs électromagnétique
(et donc toute onde électromagnétique) a une densité d’énergie et une densité
d’impulsion. La densité d’impulsion est le vecteur de Poynting. En intégrant
sur le volume occupé par l’onde, on obtient son énergie et son impulsion. Le
concept d’impulsion n’est pas constitutif de l’état de corpuscule.
@ Grenier
Merci de ce commentaire, profond, vos objections alimentent un état de réflexion provisoire, et probablement malhabile sous la plume d’un non proféssionnel, ce que vous saurez me pardonner.
Pour recadrer ma démarche et qu’elle puisse alimenter et recevoir des critiques ciblées, je vais faire un retour en arriére (début 2009) ou j’avais lu et relu l’histoire de « L’objection EPR » et surtout ce qu’Alain Aspect avait traité dans sa « Présentation naive » du théoreme de Bell. Cet interet venait d’une ancienne lecture de » A la recherche du réel » de D’Espagnat. Je ne discuterai pas une seconde l’étrangeté conceptuelle de » l’invention du photon », et la schématique représentation qu’on pourrait faire en le réduisant à un attribut corpusculaire, d’ailleurs mon article n’est pas conclusif sur ce point, et sans trahir de grands secrets, je peux vous dire que cette question fit de longs débats ( hors blog) avec mon ami M.Peltier à l’époque ou j’ai publié sur le blog un article (juillet 2009) sur la violation des inégalités de Bell par des photons anticoréllés.
A ce jour, et en l’état de mes connaissances, la modélisation de la lumiére reste entiére, mais épistémologiquement attachante, bien plus d’ailleurs que la physique nucléaire; d’une certaine maniére je suis encore « en rade » sur l’absorption/ relaxation de l’énergie du photon par l’électron dans un simple atome d’hydrogéne. C’est mal dit, mais j’ai cru comprendre que cette modélisation d’ondes stationnaires de l’électron, avait pour berceau l’étude du corps noir par Planck et l’interprétation qui en fut faite au titre d’un couplage rayonnement- matiére. L’équivalence masse -énergie perméttant un échange complet entre rayonnement et matiere, l’électron ne s’évapore pas il change de niveau d’énergie pour produire ou absorber un photon, cette transmutation dans l’atome énergie-lumiére reste au néophite que je suis quintéssentiellement troublante, et d’une certaine maniére le coeur d’une ontologie du photon. En écrivant « ontologie du photon » j’entends au loin Marc me dire qu’il soit vain d’en chercher une.!
C’est donc, sur ce point que je me suis intérréssé à la mécanique relativiste, et au quadrivecteur Energie-Impulsion, duquel on dérive dans les manuels l’équation D’Einstein hf=pc qui attribue une impulsion au photon. Le concept d’une impulsion attribuée à une particule élementaire sans masse me trouble tant il est vrai, que je ne la conçoit sous une forme classique, c’est à dire mécanique, comme vous l’avais pointé. Dans cette logique, je ne peux pas attribuer une énergie cinétique au photon; et si cette érreur est présente, c’est la quelle se trouve dans mon article.
D’autre part il m’arrangerait qu’il puisse y avoir une part de masse dans l’énergie du photon, car cette hypothése élimine la divergence des transformées de Lorentz, et par voie de conséquence il deviendrait possible d’attacher un référentiel au photon, par rapport à celui au repos de l’observateur. ( A.Aspect et son équipe) …………….C’est peut etre une deuxième érreur.
Je vous remercie, et vais revisiter, suite à votre commentaire la signification du vecteur de Poynting/ BL
@ Grenier
On tourne en rond, en vous relisant, je ne vous comprends pas qiuand vous écrivez ceci :
« Pour terminer, dans le cadre des équations de Maxwell, le champs électromagnétique
(et donc toute onde électromagnétique) a une densité d’énergie et une densité
d’impulsion. La densité d’impulsion est le vecteur de Poynting. En intégrant
sur le volume occupé par l’onde, on obtient son énergie et son impulsion. Le
concept d’impulsion n’est pas constitutif de l’état de corpuscule. »
Donc avec Maxwell, tout onde électromagnétique posséde une densité d’énergie et d’impulsion , cela pose par principe que le rayonnement posséde ces attributs, un point c’est tout ! Votre démonstration suppose implicitement que l’on puisse attribuer un constitution particulaire à l’électromagnétisme Maxwellien, qui est un édifice ondulatoire, on tourne en rond ……………….! sauf si on injecte dans le raisonnement la conception d’Einstein d’un « grain » de lumiere; et ce n’est qu’a partir du modéle photo électrique que commence la problématique de la dualité. Elle ne pouvait pas se poser avant 1900, année ou Planck quantifia le rayonnement,
Einstein tirant 5 ans plus tard « les marrons du feu »; c’est donc bien lui qui initie cette question, généralisée aux ondes de matiére 25 ans plus tard. Les dates et la chronologie sont importantes car le temps peut faire office de gomme à l’origine des concepts, les enfouir sous la cendre.
Par mon dernier paragraphe, je souhaitais mentionner le point qu’il n’est pas évident que l’impulsion doive être un concept réservé au corpuscule. Dans le cadre de la théorie de Maxwell, avant tout questionnement sur les échanges quantifiés d’énergie, une onde électromagnétique a une énergie et une impulsion.
L’énergie de la lumière est relativement facile à expérimenter : il suffit de se mettre au soleil en plein été pour sentir la chaleur. Cette chaleur correspond à l’énergie que la lumière solaire contient.
Pour l’impulsion, c’est moins évident. Une manifestation de l’impulsion de la lumière est la pression de radiation, c’est à dire la pression qu’exerce un rayonnement lumineux sur un objet qu’elle éclaire. Cette pression est très faible. Je crois qu’elle a été postulée par Maxwell dans les années 1870 et a été mise en évidente au début des années 1900. Toujours est-il que si la lumière est capable de pousser un objet et le mettre en mouvement, soit on admet que la lumière, même en étant un phénomène ondulatoire, a une impulsion qui peut varier, soit on abandonne la loi physique de la conservation de l’impulsion.
Je passe à un autre sujet mais mes connaissances philosophiques sont très sommaire et je ne sais pas ce que veut dire le mot ontologie. Vous semblez vouloir faire/définir une ontologie du photon. Je me demande ce que cela peut être une ontologie du photon.
Grenier
Un rapide coup d’oeil sur « mon bréviaire » confirme le lien Energie/ Vecteur de Poynting, mais pas de traces de l’impulsion. La réference est l’ouvrage des années 1950 « Theorie des quantas et de mécanique ondulatoire » au chapitre qui explicite la théorie canonique de Maxwell- Lorentz, au début de l’ouvrage.
A pister dans le reste de l’ouvrage, les propres idées de De Broglie !
B Laget,
La relation entre le vecteur de Poynting et l’impulsion a été faite par Poynting lui-même.
Je n’ai trouvé que ces articles collectés ( http://www.archive.org/details/collectedscienti00poynuoft )
qui sont en anglais. La première mention d’une impulsion de l’onde électromagnétique par Poynting semble dater de 1903.
@ Grenier
« . La première mention d’une impulsion de l’onde électromagnétique par Poynting semble dater de 1903 »
Tien , tiens ! Les idées de poynting auraient t’elles percolées sur un fonctionnaire du bureau des brevets de Berne ? .1903, nous rapproche de 1905.
Toujours est t’il qu’a mon avis la chronologie historique reste importante, les idées ne remontent pas le temps.!
Grenier
Ontologie, signifie un etre substanciel véritable, je l’emploi par opposition a une apparence, un aspect comportemental qui cacherait un étre plus profond (veritable) , si il existe (ce qui se discute bien entendu, comme vous l’avez dit : que signifie onde, que signifie particule non matérielle ?)
On parle de voiles solaires qui pourraient béneficier de l’impulsion photonique pour se déplacer dans le vide interplanétaire (pour illustrer ce sujet). Il y a un gradient d’énergie radiative entre les deux faces de la voile, les 2 niveaux d’énergie sont ( a mon sens) une source dont on puisse par dérivation ( schéma classique) extraire une impulsion, ce qui s’exprime mathématiquement par d E/dt = p , p est l’impulsion Newtonnienne dont je m’abstient de l’égaler à mv; (tout se passe comme si) …………ma façon de voir les choses serait fausse si la voile étant un écran quasi transparent à la lumiere ( sans quasi de gradient de lumiere d’un coté à l’autre) subissait encore une impulsion, ça m’étonnerait beaucoup.
Einstein considére l’énergie et l’impulsion comme des artefacts abstraits, son gout à la géneralisation l’a conduit sur la voie de la dualité.
Etes vous certain que Maxwell avait déja franchi le pas dans son électromagnétisme (les 4 équations) qui attribue une impulsion à l’onde ? Je n’ai pas encore eu le temps de me replonger dans la mécanique ondulatoire de De Broglie.
Enfin , et pour sourire un peu, il ne m’a pas échappé que les vacanciers courent vers les plages ensoleillées recharger leurs batteries biologiques à l’énergie solaire. Ce culte « solaire » se perpétue sous une forme hédoniste, depuis les panthéons Egyptiens ou précomombiens.
La question n’est peut-être pas de départir un « être substantiel véritable » et un « aspect comportemental », mais de discuter pourquoi les phénomènes sont comme ça et pas autrement. Autrement dit, d’où vient la contingence physique?
Selon un réaliste comme Einstein, les phénomènes constants, réguliers et contingents reflètent la permanence des propriétés des « êtres substantiels véritables », les objets réels.
Selon un positiviste comme Bohr, la science décrit des relations entre les phénomènes mais la réalité et la vérité ultime sont inaccessibles, ou bien ces questions n’ont pas de sens. Il est vain de prétendre comprendre, on ne peut que décrire.
La question que je me pose, c’est de savoir si l’on peut rendre compte de la contingence physique en considérant que les « êtres substantiels » ne sont pas les objets, mais leurs relations. Ce n’est pas équivalent, me semble-t-il, au renoncement à comprendre de l’école de Copenhague. C’est plutôt un retournement du paradigme réaliste. Il y aurait de l’être, que l’on pourrait, en principe, comprendre, même si des horizons physiques nous imposent une relativité de cette compréhension. Mais cet être ne serait pas « le réel », mais l’information qui nous a fait, pendant si longtemps, croire au réel…
« It from bit! » : l’Etre, c’est l’information?
Etes vous certain que Maxwell avait déjà franchi le pas dans son électromagnétisme (les 4 équations) qui attribue une impulsion à l’onde ?
Non, Maxwell a proposé qu’un onde électromagnétique pouvait exercer une pression (pression de radiation). Je ne crois pas qu’il ait attribué à l’onde une impulsion.
@ Marc Peltier
Comment rendre objective une relation, une relation est elle objectivable ? Ce que tu appelles la contingence physique dépend un peu du regard qu’on lui portes; non ?
Il y a un réel d’ordre sensible, et des langages, décrire une relation est contingenté par un langage, oui ou non ?
Bel oxymore, mais l’as-tu vraiment fait exprès?
@ Marc Peltier
Barrakalaofik Habibi !
Votre photon « pesant » moins rapide que c m’a intrigué.
Je suis tombé sur « Recherche d’un demi-siècle » Louis de Broglie
Albin-Michel Paris,1976. Miracle des bibliothèques constituées de bric et broc, et mal rangée.
Je suis en train le lire dont l’essentiel tombe en plein dans vos questions.
Une remarque : il n’oublie jamais le plancher des vaches
( « j’ai appris à graisser un moteur » ou bien « Dans mes cours, j’ai veillé à rester concret… »).
Le génie va du terre-à-terre jusqu’à l’ éthéré.
Evoquant ses premiers travaux de 1924-1927, Louis de Broglie attribue au photon une masse de 10 exp-45 g et une vitesse inférieure à celle de la lumière. Sa théorie de l’onde pilote prévoit
une vitesse supra luminique à cette onde.
Soit v(p) la vitesse du photon et v(o) la vitesse de l’onde pilote, il postule v(p)*v(o)<=c*c .
Plus loin, il dit que la masse au repos du photon est de l'ordre de 10 exp-50g. ("toujours très faible"), puis 10 exp-35g.
Le progrès technique aidant, ne devrait-on pas être capable de mesurer v(p)<c ou trouver k<1 tel que v(p)=k*c ? Ce qui devrait donner une limite supérieure à la masse du photon au repos.
( photon au repos ne laisse pas de choquer.)
Or c, vitesse de la lumière, a été mesurée de nombreuses fois depuis Romer, mais toujours en utilisant une durée, du moins à ma connaissance. (je veux dire que la mesure se déduit
du mesurage d'un temps entre départ et arrivée d'un flux lumineux, composé de photons.)
Quelques mesures:
Cornu 1874 298500 +/- 1000 km/s
Cornu 1876 300400 +/- 300 km/s
Young et Forbes 1882 301400 km/s
Perrotin 1902 299880 +/- 50 km/s
Michelson 1879 299910 km/s
.
.
Michelson 1926 299796 +/- 4 km/s
Michelson, Pease et Pearson 1933 299774 +/- 11 km/s
(Michelson , seul ou en collaboration, a passé presque toute sa vie scientifique
sur la lumière ou l' éther)
v(p) la vitesse du photon différente de c semble une impossibilité:
soit v(p)=c parce que photon=lumière= onde portée par un champ électromagnétique, et masse du photon=0.
soit v(p) n' est pas en rapport avec le photon.
Ou bien: photon(isolé,micro) et photons (flux, macro) sont différents.
Resterait à le prouver…
Mais tout cela est daté (refrain…) il me semble bien, avec le recul permis par presque un siècle,
qu'il n'en reste rien… de concret.
Son souci de "coller" à Einstein pour une interprétation causale de la MQ semble une lutte
d'arrière garde.
Il relève plusieurs fois que "la MQ est un magnifique outil seule lui manque une capacité explicative."
Soit la MQ est complète, et la "réalité" est ainsi. Point.
Soit, des variables cachées sont nécessaires et un nouveau paradigme reste à trouver; en attendant
l'outil MQ reste parfaitement opérationel.
Un argument encore plus simple:
Ce que ne montre pas la mesure -le résultat d'un mesurage- n'existe simplement pas.
( En revanche, Lochak, cité dans un discours, et son continuateur à l'institut qu'il a créé, a développé une théorie d'un monopôle magnétique léger vraiment novatrice. Elle pourrait avoir des conséquences et être exploitée. Mais elle est ignorée.)
La vacherie dans la mesure de la vitesse de la lumiere tient à ce que nous mesurons la vitesse éffective de la lumiére que le photon ait ou n’ait pas de masse, c’est la seule mesurable !
Si le photon a une masse, sa vitesse serait inférieure à C ; mais qu’est donc ce C sinon une valeur théorique inobservable; qui serait par exemple la vitesse Maxwéllienne ?
Je crois que De Broglie moyennait une vitesse inférieure et supérieure à C de l’onde électromagnétique avancée et celle du retard, de telle manière que cette vitesse moyenne vérifie Maxwell , soit ……..C²m= eo.muo ……..Cm étant la vitesse moyenne.
Mais il n’en a plus reparlé par la suite.
@ Daniel
Je vais déserter le Blog pendant une semaine à l’étranger, peut étre nous retrouverons nous à mon retour ?
BL