Reprise du message précédent :

 
Bon, me revoilà.
 
Merci pour ces réponses
 
Je n'en sais rien, mais ça semble logique : électriquement, un même électron va être repoussé par des photons provenant d'un autre électron et va être attiré par des photons provenant d'une particule de charge positive. Donc, les photons émis par l'électron "portent" en quelque sorte l'information comme quoi la particule qui les a émis était de charge négative.
 
On me dit aussi que tout n'est ensuite que physique des chocs entre bosons et fermions.
 
Mais il me semblait que la physique des chocs, c'était de l'électromagnétisme. Si mon stylo tient sur ma table sans la traverser, c'est grâce à la force électromagnétique non ? Quand je lance une balle sur une autre balle, si la deuxième balle se met en mouvement plutôt que de se faire "traverser" par la première, c'est bien grâce à la force électromagnétique non ?

Ya pas de spécialiss aujourd'hui ?

 
-- Non. C'est le fait qu'en fonction de sa charge une particule ressentira le même champs électro-magnétique (l'onde associée au photon) de façon opposée
 
 

 
-- Ce qui fait la solidité de la matière c'est qu'elle est composée de fermions. Ils ne peuvent occuper le même état => tu ne peux pas rapprocher indéfiniment deux nuages électronique car ils ne peuvent s'interpénétrer.
 
 
a+
=

 
Oui ça je sais, mais ce n'est pas la question, ce que je demande, ce n'est pas pourquoi deux particules de charge différentes se comportent de façon différente dans un même champ (ou face à une même onde), mais en quoi le champ (ou l'onde) généré différera suivant qu'il a été généré par une particule de charge positive ou de charge négative. Comment cette différence se traduit au niveau du photon ?
 

 
Tu es sur de ce que tu dis là ? Je ne sais pas, mais la matière, c'est qd même essentiellement du vide. Par exemple, si tu construis des cubes de 10 m d'arrête, dont les 8 sommets sont 8 sphères de 1 cm de diamètre, tous ces cubes pourront s'interpénétrer sans problème.  
 
Es tu bien sûr que ce soit parce que les fermions ne peuvent s'interpénétrer que les objets constitués de fermions ne peuvent s'interpénétrer ? Car c'est loin d'être évident.
 
Au passage, quelle est la "force" qui fait que deux fermions ne peuvent s'interpénétrer ? Comment agit elle ?

Ca se traduit au niveau de la polarisation du vide. C'est très compliqué, ça recquiert la théorie quantique des champs. On ne peut pas obtenir d'image intuitive, tu peux dresser le diagramme de Feynmann pour deux particules qui se repoussent, mais pas d'image simple pour des particules qui s'attirent.
 
Pour la matière, oui, les fermions obéissent au principe d'exclusion de Pauli, ils ne peuvent occuper le même état quantique, donc position moment cinétique etc...

 
Merci,
 
Tu confirmes ce que dit GilgaMesh ? "Si les objets de la vie courante ne peuvent s'interpénétrer, c'est parce qu'ils sont constitués de fermions et que les fermions ne peuvent s'interpénétrer", ça me parait bizarre, parce que la très grande, l'énorme majorité du volume de la matière qui nous entoure, c'est du vide, et pas des fermions (à part dans les étoiles à neutron peut être ).
 
Et quelle force est à l'oeuvre pour faire respecter le principe d'exclusion de Pauli ?

Oui je confirme.
 
Il faut aussi comprendre que la matière est faite de particules, il ne faut pas s'imaginer qu'elles sont ponctuelles, loin de là. A chaque état quantique correspond une fonction d'onde, et cette fonction d'onde a une sorte de nuage électronique de volume non nul (pour se représenter la chose). Donc si tu comprimes la matière, tu comprime le nuage, et tu essaies de rapprocher les états quantiques. (bon c'est qu'une image, c'est absolument pas rigoureux).
 
Ca s'appelle le principe d'exclusion de Pauli, il n'y a pas de champ associé, d'ailleurs, quand on parle de force, c'est un abus de langage. L'origine en est purement quantique, l'anti-symétrie des fonctions d'onde décrivant les fermions.

 
-- Exprimer ceci en termes simples, c'est chaud chaud chaud devant ...
 
On prend le champs fermionique psi.
psi c'est une amplitude quantique (par exemple celle d'un électron)
Mathématiquement, c'est un fonction complexe.
en notation usuelle : psi = exp(i.a)
i le nb imaginaire
a une fonction réelle, la phase. C'est dans l'expression de a que tu mets tout ce qui décrit la particule, notamment son énergie. Tout bien mixé tu obtiens un nb sans dimension. Mathématiquement parlant, c'est un angle.
 
 
En électrodynamique quantique, on imagine (parce que c'est intellectuellement élegant et expérimentalement miraculeux) que ce qui produit le champs EM c'est une invariance de jauge. C-a-d que c'est parce que la Nature "veut" garder certaines quantités identiques malgré certaines transformations qu'elle subit qui "fait que" un champs est crée.  
 
A savoir que...
 
1/ si tu fais "tourner" d'un même angle la phase a de tous les électrons de tous l'Univers il ne doit rien se passer, expression d'une symétrie profonde (et abstraite, puisque la phase est une quantité abstraite...) de la Nature
 
2/ si tu fait pareil sur 1 seul électron, une certaine symétrie est conservée A CONDITION DE RAJOUTER UN NOUVEAU CHAMPS, appelé champs de jauge, noté A. Ce champs est l'amplitude quantique associée au boson de jauge qui est vecteur d'interaction, ici le photon.
 
Après en construisant l'équation de la propagation de ce champs (en terme technique, son lagrangien) on se débrouille pour lui donner une expression mathématique qui en fasse un champs vectoriel c'est à dire "pointant dans une direction". Et le commutateur qui permet de passer d'un sens à l'autre, c'est bien sûr le signe de la charge.
 
Et... c'est tout.
 
Un explication vulgarisée ici :
http://perso.club-internet.fr/jac_ [...] /f-35.html
 
Pas vulgarisé là, avé les équations en bois durs :-) :
(3 slides)
http://feynman.phy.ulaval.ca/marle [...] ode14.html
 
Algèbre de Lie :
http://www.chez.com/touslescours/p [...] node3.html
 

 
-- Dans la matière solide, les sphères en question sont les atomes et elles sont au "touche - touche" : pas de vide entre atomes. Sinon c'est un gaz... pas solide, donc    
 
Par contre, plein de vide dans l'atome.
 
Le volume de l'atome ce n'est rien d'autre que la "boite d'erreur" de l'électron qui respecte  l'inégalité de Heiseinberg, à savoir que qu'il refuse d'être localisé mieux qu'une certaine boite d'erreur, fonction de son impulsion p. Comme p=mv et que m est petit, la boite d'erreur est de l'ordre de l'angström, qui donne la dimension typique d'un atome. Pour comprimer mieux que cela la matière, il faut supprimer l'électron ---> matière neutronique.
 
 
 

 
-- ce n'est pas une force, au sens où elle ne fait intervenir aucun boson vecteur. C'est encore plus profond qu'une force. Une force c'est une espèce de mécanisme avec des champs de jauge kivombien et qui "auraient pu être autrement" si on changeaient par la pensée les paramètres d'entrée de la théorie standard. On peut très bien imaginer changer la valeur des "constantes de couplages" qui donnent leur intensités respectives aux 4 interactions. Le monde serait bien différent, certes...
 
Par contre, le fait que les fermions (spin demi entier) obéissent à la statistique de Pauli, c'est intangible tout autant qu'inexpliqué. Aucun des développement actuels de la théorie standard (gravité quantique) ne touche à ce point fondamental : c'est un point de départ.
 
a+
==

 
Merci GilgaMesh
 
Me voilà avec un gros os à ronger et à approfondir !
 
Je reviendrais avec d'autres questions peut être un peu plus tard
 
En tout cas, ce topic est un des moins pollués que j'aie vu jusque là (j'ai longtemps lu le forum avant de m'inscrire), que des réponses constructives
 
Effectivement, demander la "force" à l'oeuvre pour respecter le principe d'exclusion de Pauli, c'était stupide de ma part... Evidemment que ce n'est pas un force, j'aurais dû un peu plus réfléchir avant de l'ouvrir   .  
 
Enfin quand je parlais des sphères très espacées, je ne parlais pas d'atomes dans une molécule, mais bien des fermions dans un atome (espace entre les différents électrons et le noyau). Mais j'ai bien compris ton explication sur le sujet

Bon, une autre question me vient à l'esprit toujours autour de la communication entre particules :
 
Quand on dit que la lumière va plus vite dans le vide que dans un matériau, c'est faux (ou abusif) non ? J'imagine que les photons vont toujours à C quel que soit le milieu, mais que suivant le milieu, un photon est "absorbé" et un autre "réémis" plus ou moins souvent en fonction de la densité du milieu -> ce qui ferait qu'au final, on aurait l'impression que les photons vont moins vite.
 
Non ?

J'en profite pour poser une question sur la gravitation :
 
Si le graviton existe bel et bien et est le vecteur de la gravitation, il n'a pas une vitesse infinie et dispose au maximum de celle de la lumière.
 
Dans le cas d'un trou noir, si même la lumière ne peut ressortir du trou à cause d'une vitesse de libération trop importante, comment expliquer la possibilité pour des gravitons de pouvoir être encore vecteurs d'une masse qui serait censée les empêcher, même à eux, de s'échapper ?
 
Il s'agit d'un paradoxe, non ?
 
Y a-t-il une exception pour les gravitons qui pourraient passer la frontière (l'horizon) du trou noir, là où toute autre particule ne le peut pas ?
 
Je sais que l'on peut me rétorquer que le problème est résolu si l'on considère que c'est l'espace temps qui est déformé. Mais dans ce cas, où est l'intérêt de parler de graviton ?
 
A moins que l'on considère à l'image de la dualité onde-corpuscule, qu'il existe une trialité onde-corpuscule-déformation espace-temps rien que pour les gravitons ?
 
Ou alors je n'ai pas tout compris...

 
Ah ouais, pas bête    
 
De toute façon, je me demande aussi comment on peut concilier les deux explications de la gravitation : celle faisant intervenir le graviton et celle la traduisant par une déformation de l'espace-temps.
 
De toute façon, il me semble que dans la théorie des cordes, toutes les forces peuvent être interprétées comme la gravitation par une question de "déformation" d'un espace en 11 dimensions. A confirmer, je ne suis plus trop sur...

J'ai lu il y a quelque temps qu'une hypothèse, pour expliquer la matière sombre de l'univers, serait que la gravitation existerait sur plusieurs dimensions et pourrait donc interagir sur plusieurs univers parallèles en même temps.
 
On pourrait en avoir la preuve dans des accélérateurs très puissants à venir qui observeraient la disparition de gravitons dans d'autres dimensions inaccessibles à notre mesure directe mais de par cette disparition cela trahirait le passage de la particule vers d'autres dimensions.

 
ouais voilà, le photon va à c, mais dans un milieu, il va moins vite que c en moyenne, effet dû aux absorptions réémissions etc...

 
il faut penser à la polarisation quantique du vide. Les gravitons ne sont pas émis directement par le trou noir.

 
Ca c'est l'hypothèse de Jean-Pierre Petit dans "on a perdu la moitié de l'univers", qui ne fait pas l'unanimité dans la communauté.
 
Dans les théories actuelles la gravitation se propagerait dans les dimensions supplémentaires prédites par la théorie des supercordes.
 
Pour le LHC c'est exactement ça, on aimerait observer une sorte de non conservation de l'énergie où les gravitons seraient émis dans une autre dimensions...

 
Peux-tu développer s'il te plaît ?
 
Peux-tu m'expliquer assez clairement le principe de la polarisation quantique du vide et l'appliquer au cas des gravitons ? Au cas particulier des trous noirs ?

Tu sais que le vide n'est pas entièrement vide. En vertu du principe d'incertitude de Heisenberg, sur l'énergie et le temps, pour détecter physiquement une particule d'énergie E, il faut que cette particule ait une durée de vie supérieure à une durée t telle que :
E.t>hbar/2
 
Ceci veut dire qu'il peut y avoir violation de la conservation de l'énergie si les durées mises en jeu sont assez faibles, se manifestant par la matérialisation de particules virtuelles par exemple :
E.t<hbar/2
 
Ce n'est pas quelque chose de complètement théorique. L'électrodynamique quantique repose sur des échanges de photons virtuels, qui sont évidemment indétectables. Il y a une manifestation des particules virtuelles qui s'appellent l'effet Casimir.
 
Si tu considères un électron, celui-ci va polariser le vide autour de lui, ce qui veut dire qu'il va émettre des photons virtuels, attirer les particules de charges positives, et repousser les particules de charges négatives. Plus tu te rapproches de l'électron et plus il y aura des particules énergétiques.
 
Pour un trou noir, c'est un peu plus compliqué, tu peux imaginer qu'il y ait une paire de gravitons créées à la limite de l'horizon des évènements, l'un d'entre eux tombe dans le trou noir, tandis que l'autre part dans la direction opposée. C'est comme ci le trou noir avait émis le graviton virtuel.

Mais je connais ce principe (l'effet Casimir et les fluctuations quantiques du vide avec les particules virtuelles).
 
Stephen Hawking l'a utilisé pour expliquer l'évaporation probable des trous noirs.
 
Cela étant, est-ce que la gravitation extrême qui règne autour d'un trou noir peut-être simplement expliqué par la séparation des couples de gravitons virtuels à l'horizon du trou noir ?
 
Si c'est le cas, la force de gravitation autour d'un trou noir ne devrait dépendre que de la surface de la sphère d'horizon et plus de la masse elle-même du trou noir ce qui représente tu l'admettras un cetain paradoxe.
 
On pourrait écrire que la force G de gravitation d'un trou noir serait du type G=v.S/r² , S=surface de la sphère d'horizon, v=facteur de l'effet Hawking (fuite des gravitons virtuels), r=distance du centre du trou noir.
 
Bref pour moi ça n'est pas clair comme explication.

Ben pour le moment il y a pas mal de travaux dessus, notamment sur la surface des trous noirs qui sont directement liés à leur entropie.
 
Pour l'explication rapide, c'est pour voir comment un trou noir peut "émettre" des gravitons virtuels. Sinon tu verrais une autre explication ?
 
Je ne sais pas s'il y a un paradoxe puisque la surface d'un trou noir est lié à sa masse.

Bien entendu la relation entre masse du trou noir et surface de la sphère d'horizon existe mais n'est probablement pas proportionnelle (cela étant je n'ai pas les éléments pour faire le calcul).
 
Un trou noir de masse énorme a un rayon très petit en rapport (c'est d'ailleurs ce qui explique cette courbure infinie de l'espace temps).
 
Le rayon de la sphère d'horizon est lui aussi très faible (je crois si mes souvenirs sont bons, qu'il n'est qu'à 1.6 fois la distance du rayon du trou noir effectif, mais je ne suis pas certain).
 
Un trou noir massif peut avoir une sphère bien plus petite que la taille de la terre (quelques dizaines de kilomètres de rayon à peine se concentrent sur une masse énorme).
 
Hors, l'absorption de (dm) masse d'une étoile proche par exemple devrait être en relation directement proportionnelle avec une croissance minime (dS) de la surface S et du facteur de l'effet Hawking, facteur qui aurait donc une importance énorme pour traduire exactement que toute la masse du trou noir puisse s'exprimer sur une aussi petite sphère.
 
Cela me semble, mais les calculs pourraient me montrer mon erreur, peu explicable par une conception classique des particules virtuelles.

 
r_s=GM/c²
 
c'est pas proportionnel
 

 
La courbure infinie est donné par la RG, mais elle n'est sûrement pas infinie.
 

 
Je ne suis pas sûr de te suivre là. Au delà de l'horizon des évènements, on ne plus rien dire.
 

 
pour des trous noirs issus d'étoiles, mais celui du centre de la voie lactée est énorme.
 

 
Pour ce calcul, il faut voir les travaux de Hawking exprimant l'accroissement d'entropie dûe à l'absorption de masse, qui augmente la surface du trou noir.
 

 
non non il faut vraiment un traitement quantique complet, parce que les travaux de Hawking se basent sur la RG et la théorie quantique des champs, mais il faut vraiment un traitement par la gravitation quantique.