Reprise du message précédent :

 
Meso-macroscopique quoi  

Tout le monde ne suit pas le cours de SFM
 
 
Ce que j'ai compris, c'est que certains physiciens l'ont pris au sérieux et ont généré un gros buzz autour de cet article, mais que la plupart des pointures dans le domaine trouvent que c'est une vaste blague, j'ai bon ?
 
(à défaut de comprendre l'article )

et TQC

y a des gens interessé, autant qu'on peut l'être par une nouvelle théorie des champs basées sur un nouveau groupe, et puis y a des gens plus dédaigneux (pas mal de cordistes en fait mais pas seulement ) qui trouvent que ça n'apporte pas de résultat (d'autre ont déjà eu l'idée), voire que c'est de la branlette et que ça n'aboutira pas. Mais ça n'est pas un crackpot, au pire c'est une tentative raté, et surmédiatisée pour des raisons floues. Si j'ai bien compris, american scientific surveille tout ce qui sort, et à trouvé ça. Ensuite les journalistes traditionnels se sont jetés dessus, ça n'est pas passé par le cheminement normal de ce genre de chose, qui fait que ça serait resté dans la communauté scientifique le temps que ça soit développé dans son coin et que ça aboutisse ou pas, le cas échéant ça serait remonté tranquilement.

Ca me fait penser qu'il va faloir que je révise tout ça un de ces quatres.

Dans nos contrées, on dit qu'il neige lorsque la température atteint 0 degré Celsius.  
 
Selon vous, est-ce la température qu'il faut pour avoir de la neige ou bien seulement la température maximale en deça de laquelle la neige peut exister ?  
 
En gros, est-ce qu'il peut neiger chez nous avec une température de -10°C, de -20 °C ? (je dis "chez nous" pour sous entendre "conditions de pression équivalente" )
 
perso, je dirais oui !
 
il neige souvent en Russie, au Canada, alors qu'il y fait bien moins que zéro...
 
La neige doit d'ailleurs se former à une température inférieure dans les nuages (peutêtre -30 ou -40 °C) , là où la pression atmosphérique est plus faible qu'en surface, et parvient sous forme de neige jusqu'au sol si et seulement si il fait assez froid à la surface, sinon, elle se transforme en pluie avant même d'atteindre le sol...

Autre question :
 
savez-vous pourquoi les coefs. piézoélectriques d'un matériau donné diminuent lorsque la température baisse ?
 
je ne vois pas d'explication intuitive à cela...Peut-être ces coefs. piézos sont liés à une grandeur thermodynamlique (et tendent donc vers 0 lorsque la température tend vers 0) mais je ne vois pas trop...

 
La critique la plus sérieuse apparemment, c’est que la théorie ne respecte pas le théorème de Coleman-Mandula, qui interdit certains types d’unifications.

Il est clair que la neige peut exister en dessous de zéros degrés
 
Après, concernant les conditions favorables à sa chute, je suis dans la spéculation, mais il me semble que le bon sens commun prend le problème à l’envers. J’ai moi aussi souvent entendu dire que pour avoir de la neige, il faut une température « pas trop froide » autour de zéro.
Je pense qu’en réalité c’est une conséquence est non un prérequis. Pour avoir des températures beaucoup plus froide que zéro « dans nos contrés », les conditions atmosphériques doivent être très dégagées : aucun nuage, temps sec, etc. Et sans nuage, pas de neige.

Je ne connais pas les pièzoélectriques dans le détail, mais j'aurais tendance à faire de la therodynamique pour les étudier, on va coupler un certain nombre de grandeurs entre elles (charges, volume, donc densité) on aura présence de dissipation, donc la thermo est le bon cadre pour une étude détaillée. Après si on se donne un certain nombre de grandeurs, on peut effectivement se borner à un couplage élec/méca, mais ça n'est pas forcement satisfaisant...

 
Je me suis tjs posé la question, et comme j'ai jamais cherché la réponse, je ne l'ai toujours pas
Mais je pense qu'il peut facilement neiger largement au dessous de 0 degrés. J'ai pas les explications, mais ça me semble l'évidence, simplement en considérant la neige que l'on trouve en haut des hautes montagnes ou une température positive n'existe pas (par ailleurs, au canada, pendant l'hiver, j'imagine que la neige ne tombe pas qu'en automne... mais aussi en partie pendant la saison vraiment froide).

Je vois qu'on est tous assez d'accord sur la neige...c'est rassurant
 
=> Joran :
 
concernant les piézos, on est aussi d'accord pour dire que réfléchir en terme thermodynamique pour expliquer une baisse des coefs piézos. lorsque la température baisse n'est pas complètement idiot, c'est rassurant là aussi. Mais je n'ai pas de réponse plus précise (il faudrait un vrai cours sur la piézoélectricité que je n'ai pas...).
 
De plus, en réfléchissant sur l'origine de la piézoélectricité qui est, rappelons-le: au sein d'une maille cristallographique, le barycentre des charges positives et celui des charges négatives ne sont pas confondus : on a apparition d'un moment dipolaire non nul au sein de chaque maille. Les contributions de chaque maille s'ajoutent et donnent une polarisation nette non nulle pour le matériau. En déformant le cristal, on peut obtenir une tension, et inversement, en appliquant une tension au matériau, on peut récuperer un mouvement mécanique.
 
ce n'est pas évident de relier l'effet de la température à ce phénomène : on pourrait penser qu'à température nulle, les moments dipolaires de chaque maille sont bien tous alignés selon la même direction cristallographique, celle qui minimise l'énergie libre du système. L'effet de la température, serait alors de désorienter certaines des mailles. Ce raisonnement est faux puisqu'il conduirait à un maximum d'efficacité de la piézoélectricité à température nulle...
 
bref, si quelqu'un a des idées...

Il n'y a pas vraiment de comportement général qui se détache sur les variations de d ou k en fonction de T, vu que les variations dépendent intrinsèquement des symétries du cristal. Quand il y a des transitions, ils peuvent soit monter, soit descendre (dans le même genre que les transitions autour de Tc).
 
Par exemple, il y a des perovskite qui s'ordonnent à basse température, ce qui entraine un moment dipolaire plus important a basse T (sous certaines conditions, par exemple, quand l'orientation des domaines a été contrainte par un champ électrique).
 
Et réciproquement, à haute température, certains cristaux perdent leur groupe de symétrie (le nombre de symétrie baisse), plus de desordre, les moment dipolaires sont orientés statistiquement, et leur moyenne d'ensemble est nulle (un domaine pouvant en annuler un autre).
 
Maintenant, je veux bien les sources qui me prétendent le contraire, je voudrais les lire.
 
En tout cas, dans tous mes cours de crystallo (qui commencent à dater), je ne me rappelle pas avoir eu de raisonnement d'ensemble. On observe les transitions et éventuellement on interprète les conséquences que ca à sur \epsilon, mais ca va pas plus loin.

donc ici, la seule cause de variation des coefs piézos avec la température est un réarrangement cristallographique : selon la température, telle ou telle phase (cristallo.) est prédominante, et a ses propres coefs. piézos. Il n'y aurait pas de règle générale valable pour tous les matériaux indiquant une baisse des coefs piézos. lorsque T tend vers 0.
 
c'est bien cela ?

 
Non, mais elle est prédominante. Je ne me prononce pas sur "la seule cause", je ne suis pas un physicien du solide.
 

 
Au voisinage de 0K, je ne suis pas du tout capable de me prononcer, car les propriétés des céramiques changent complètement uniquement en modifiant de quelques pouièmes la teneur de certains éléments.
 
Pour des températures "classiques" dans lesquelles on utilise des cristaux avec des propriétés piézo, tu peux avoir des variations conséquentes de \epsilon suivant certaines directions, avec sous certaines conditions l'apparition de température de transition. Exemple:
 
http://cantab.jkut.com/Barium%20St [...] tanate.pdf

 
 
salut
petite question idiote : à quoi ça sert la théorie du tout ?
Je veux dire on décrit déja les choses dans plusieurs théories, pourquoi vouloir les décrire dans un seule théorie ? qu'est ce que ça apporte de plus ? de cette théorie on pourra déduire des trucs nouveaux ?

Je pense que ce genre de question est mieux répondue par l’exemple que par la longue dissertation sur les vertus de l’unification. Le problème aurait pu être posé aux siècles précédents : à quoi sert-il d’unifier les théories électriques et magnétiques ? A quoi sert-il d’unifier la mécanique et l’électromagnétisme ? A chaque fois, les conséquences se sont révélées fécondes et porteuses de progrès significatifs pour l’homme.
 
Une application immédiate, ce serait la compréhension des singularités relativistes : trous noirs et big bang.  

La theorie du rien serait pas mal, non? Est-ce que le rien a un sens?

genre ce qu'il se passe dans le vide ?
mais les phénomènes s'y déroulant sont relativement bien décrit par les théorie des champs, si je ne m'abuse

 
Je parle du "rien". Le "vide" n'est pas le "rien". A les paires positons-électrons, les fluctuations quantiques.
Est-ce que le "rien" existe. Ca je ne pense pas qu'on l'est démontré par contre. Peut on avoir une zone d'espace avec "rien" dedans?
Si l'univers est fini cela voudrait donc dire qu'il y a rien en dehors. Est ce que ce "rien" possede une dimension.
A je commence à avoir mal au crane  

Bah, "en-dehors de l'Univers", ça n'existe pas pour moi.

La question que je me pose est:
Peut on avoir un volume avec "rien" dedans?

 
non, le principe d'incertitude d'Heisenberg : dE.dt > h (j'ai pas LateX ici, désolé... te dis que si tu regardes ton volume pendant une durée dt, tu peux y voir des fluctuations quantiques d'énergie dE = h/dt...
 

 
c'est valable pour le "vide" mais pas pour le "rien" car par définition dans le "rien" il n'y a "rien" et donc aucune énergie possible. De plus on ne sait pas si le "rien" existe.

ça serait bien de pas confondre théorie et philosophie

 
Je l'admet quand on étudie le "rien" ou le "néant" on tombe facilement dans la philosophie.
 

tu veux en venir où alors ?

La question que je me pose est la suivante:
Est-ce que l'on peut avoir un volume avec "rien" dedans? Est-ce que le "néant" existe?
On peut avoir un volume avec de la matière ou du vide alors pourquoi pas avec "rien"?

 
 
Déjà traité ici, http://forum.hardware.fr/hfr/Discu [...] 4454_1.htm

 
J'ai lu mais cela ne répond pas à la question. Peut être que le "rien" n'a aucun sens et n'existe tout simplement pas ou n'a jamais existé. On ne peut faire que des suppositions puisqu'il ne pourra pas être observé. Ce qui me gène un peu c'est que tu dises que l'univers viendrait d'un déséquilibre du "rien". Comment pourrait-on le démontrer?

 
 
"rien" n'est pas un terme bien défini du point de vue scientifique. Il faudrait que tu précises ce que tu entends par "rien".
 

Le "rien" dans le sens du "neant"

 
La science s'intéresse à des choses et non pas à rien. Point.

En tout cas je me pose quand même la question.

Si toutes les quantités conservées dans l'univers et en particulier l'énergie ont une valeur totale nulle, il est possible de concevoir cela. En théorie quantique des champs il y a un mécanisme fondamental de déséquilibre, la fluctuation du vide, qui est notamment utilisé en théorie inflationnaire. Or il est possible de manière radicale de concevoir un état de la fonction d'onde de l'univers entier qui correspond à l'absence des champs (p. e. tous les nombres quantiques de l'univers égaux à zéro). De notre point de vue, il est possible d'appeler le "rien" cet état sans matière, sans lumière, sans espace-temps.

Houla, attention.

Déjà, ca n'est pas un "principe d'incertitude", c'est une inégalité. Les inégalités d'Heisenberg traduisent une "incertitude" (on peut jouer sur les mots la effectivement), mais ca n'est certainement pas un "principe" en physique quantique. C'est un calcul formel (ca se fait en deux lignes avec les commutateurs), ca n'a rien d'un principe.

Un pur physicien te dire que ca n'est pas une incertitude, mais une dispersion quadratique de grandeur. Incertitude est un (très gros) abus de langage.

Deux, le temps n'est pas un opérateur en physique quantique, et ton raisonnement est faux. Les seuls vrais raisonnements valables se font sur les opérateurs position R et impulsion P, et une pirouette de prof de physique du lycée (ou de gens qui n'ont jamais vraiment compris les inégalités) a conduit à l'écrire avec l'énergie E et le temps t. C'est faux. L'inégalité ne porte que sur des opérateurs quantiques, et je répète, le temps n'en est pas un.

Au mieux, \delta P > h(barre)/2 * (\delta R), mais c'est tout.

Trois, c'est une relation locale, appliquée à une fonction d'onde (ou a des combinaisons linéaires de FO). Parler de "variation dE dans un volume", c'est une terminologie a utiliser avec quelques précautions.

 
Merci d'avoir apporter cette précision. Je suis d'accord avec cette définition du "rien". Ce n'est pas le vide qui lui possède une énergie. Ce qui est dur c'est de montrer que ce "rien" existe, c'est pour le moment une hypothèse.

 
tu peux me citer des références ?

 
 
OK, Ok,
 
je n'ai pas été le plus rigoureux qui soit mais toi non plus si on commence par là...
 
D'accord pour le chipotage sur le langage, encore que cela soit bien moins valable pour cette relation temps-énergie que sur les relations position-impulsion.
 
en fait, il y a effectivement les 3 relations position-impulsion que tu trouves avec les commutateurs et que tu appliques à une fonction d'onde...pas de souci
 
la 4ème relation que j'utilise (et qu'on appelle souvent 4ème relation d'incertitude d'Heisenberg, peut-être à tort, car cela ne marque pas qu'elle possède un caractère complètement différent) n'est en rien une "pirouette de prof de lycée".  
 
il se trouve qu'elle relie l'énergie et le temps, qui n'est qu'un paramètre en méca Q., et qu'elle s'applique précisément à un système conservatif et non une fonction d'onde !!!!  
 
on parlait du rien, je pense qu'en particulier cela veut dire pas d'énergie, et que pour que le rien demeure, il faut qu'en particulier son énergie reste nulle...
 
c'est possible ssi l'état "rien" est un état propre de H auquel cas son énergie est parfaitement déterminée (deltaE=0) et son évolution "nulle" (dans le sens où un état propre est un état stationnaire) donc deltat= infini. La relation ci-dessus est bien vérifiée.
 
 
et au fait, je suis vraiment physicien !

 
on ne sait pas exactement ce que décrit la mécanique quantique.
 
un spin, est-ce que ça existe ?
 
on n'a pas de réponse, toutes les images classiques que l'on pourrait avoir du spin ne sont pas exactes, ou justes sous certaines approximations...etc
 
on n'avait simplement besoin d'un degré de liberté supplémentaire, on l'a appelé le spin. Prouver que ça existe n'est pas l'objet de la physique, celle-ci cherche à décrire les phénomènes qui nous entourent. Et, il se trouve, qu'en mettant ce degré de liberté, le spin, cela marche bien, nos théories collent bien avec nos expériences.
 
 
la mécanique quantique ne te démontrera pas que le "rien" existe. ce sera tout au plus un titre tapageur en une de sciences et vie.
Le rien peut exister conceptuellement, mathématiquement, mais ce n'est pas ce que tu veux dire par exister je pense.  

Ok, ca tombe très bien, ca va me changer des discussions sur les machines à mouvement perpétuel
 

 
Je vois partout ce raisonnement utilisé comme tel sur la 4e inégalité, et à chaque fois je repose cette question: comment passe-t-on d'un résultat qui porte sur un écart quadratique moyen à un taux de variation?
 
Les inégalités ne portent que sur des écarts quadratiques, pas des variations infitésimale de grandeurs. L'on a d'information que sur leur valeur moyenne, donc caractériser l'évolution d'un état quelconque à partir de là, c'est difficile. Ca devrait se faire sur l'équation de Schrodinger (pas celle indépendante du temps), et on se retrouverait au final avec dE/dt = 0, ce qui montre que c'est un état stationnaire.
 
Mais en tant que tel, la 4e inégalité ne choisit pas un temps T et une énergie E arbitraire. Elle donne juste qu'une particule dans un état stationnaire va y rester (T n'étant pas n'importe quel temps, c'est le temps caractéristique pour E), donc je trouve "fallacieux" pour en tirer cette déduction:
 
\deltaE = 0 car état stationnaire => \deltaT infini => la relation est bien vérifiée.
 
A ce niveau là, je veux bien des détails. Pour moi, les implications ne sont pas directe, et elles sont dans l'autre sens.
 

 
Ravi de le savoir, le niveau va enfin remonter sur la cat sciences

 
 
Je vais prendre un exemple ce sera peut-être plus parlant. Mais il ne faut pas chercher des analogies entre cette 4ème relation, et les 3 premières, leurs natures sont tout à fait différentes.
 
Je me place en représentation de Schrödinger, les observables sont indépendantes du temps, et les fonctions d'ondes évoluent.
 
Je me donne un hamiltonien H, deux états propres phi1 et phi2 de valeurs propres E1 et E2, et psi une superposition de ces 2 états à l'instant initial t0 :
 
psi(t0)=c1*phi1 + c2*phi2 (c1, et c2 complexes tels que mod(c1²)+mod(c2²)=1).
 
On obtient psi(t) à un instant ultérieur en faisant évoluer phi1 et phi2 selon leurs énergies respectives (en appliquant simplement l'opérateur d'évolution).
Si à cet instant, je mesure l'énergie de psi(t), je trouve soit E1, soit E2 et ait donc une incertitude sur l'énergie de l'ordre de deltaE=mod(E2-E1).
 
Je considère alors une observable quelconque A ne commutant pas avec H, dont je note les vecteurs propres Ui et VPi les valeurs propres associées.
Je fais une mesure de A sur l'état psi à l'instant t.
 
La probabilité de trouver la valeur VPi est alors donnée par la projection de Psi(t) sur le vecteur propre Ui associé à VPi prise au module carré. Et là, je trouve que cette probabilité évolue entre 2 valeurs maximales à une fréquence f :
 
f=mod(E2-E1)/h.  
 
Le temps caractéristique d'évolution du système est donc deltaT=1/f=h/mod(E2-E1). On trouve ainsi cette relation deltaE*deltaT de l'ordre de h.
 
on peut faire la même chose de façon générale avec un hamiltonien de spectre continu, en considérant alors un état psi superposition de tous les états propres de H.
 
Si l'on dit que les états propres de H d'énergies très faibles ou très fortes ont un poids moindre dans la construction de psi, on trouve que l'énergie de l'état psi n'est pas parfaitement déterminée mais ressemble plutôt à une gaussienne de largeur deltaE.
On pourra alors conclure que l'évolution d'un tel état psi sera notable au bout d'un temps deltaT=h/deltaE.
 
 
 
 
je sais pas trop si c'est clair ou pas, mais en gros, cette relation provient donc effectivement de l'équation de Schrödinger, et du fait qu'on décompose un état psi quelconque sur la base des états propres de l'observable que l'on considère.
Elle n'a rien à voir avec la non-commutation des variables conjuguées impulsion-position.
 
 
Une autre façon de comprendre tout cela est de traiter le couplage d'un système à 2 niveaux avec un champ électromagnétique par exemple.
 
je prends un atome dont je considère uniquement le niveau fondamental d'énergie E0 et le premier état excité d'énergie E1. Je le soumets à un champ EM qui pourra faire osciller le système entre ses 2 états s'il est bien couplé au système, c'est-à-dire si sa fréquence w0 vérifie hw0=E1-E0.
 
J'ai donc là un moyen de mesurer l'écart d'énergie E1-E0.
 
J'applique en effet mon champ EM sinusoidal de fréquence w à mon atome et je fais varier continuement w. Si le champ EM, la perturbation, agit pendant un temps infini, je trouve logiquement que la seule valeur qui couple l'atome au champ EM est w=w0 (fréquence de Bohr du système). Mais, si j'applique ma perturbation pendant un temps t beaucoup plus court, alors j'aurai toute une plage de fréquence de largeur deltaW où je pourrais détecter une résonnance. J'aurai alors une incertitude sur ma mesure de l'écart E1-E0 de l'ordre de h*deltaW = h/t.  
 
A noter que ici t n'est pas (contrairement au premier exemple) caractéristique de l'évolution libre du système mais est imposé de l'extérieur.
 
rigoureusement, il faut traiter cela en 2nde quantification : si la perturbation est appliquée pendant un temps t très court, les photons définissant mon champ EM n'ont pas une énergie bien définie. Ainsi, je pourrais faire transiter mon atome d'un état à l'autre, même avec un champ dont la fréquence ne correspond pas à la fréquence de Bohr du système, par exemple un peu inférieure, car mes photons auront une certaine largeur en énergie.
 
bon, je m'arrête là, la méca Q le samedi matin, c'est un trip spécial

Oui, cependant chacun sait qu'elle s'appelle communément "principe d'incertitude de Heisenberg", on peut donc utiliser ce nom qui est largément repris dans les textes, sinon le puriste dira "relation d'indétermination".
 

Il y a un "principe d'incertitude" pour n'importe quel couple d'observables dont les opérateurs ne commutent pas.
 

C'est exact, et c'est pour cela que dans l'expression ΔE Δt ≥ hbar/2, t n'est pas considéré le temps, mais il est défini égal à ΔR {d<R>/dt}^-1 où R est l'opérateur d'une quelconque variable dynamique qui ne commute pas avec l'hamiltonien, et qui donc assume la fonction d'une horloge. L'interprétation correcte de Δt est qu'il représente le temps nécessaire pour que l'espérance de R change d'une déviation standard. L'interprétation erronée est qu'il représente la durée pendant laquelle l'énergie est mesurée et qui devrait soumettre cette dernière à une indétermination d'autant plus élevée que cette durée est courte, ce qui est en effet faux.