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Le pouvoir de l imaginaire (201) :le monde des Espaces Vides possibles ...Et l' imperfection quantique de la lumière !

Publié le 28 octobre 2012 par 000111aaa

La lumière vous éclaire , pensez-vous ?! Hélas  ce n’est pas une chose aussi simple à décrire et surtout à expliquer……AGRIPPEZ VOUS A VOS NEURONES  AUJOURD HUI !

JE  vais donc , dans le cadre des « Actualités de la physique » week 42   où je viens de trouver une nouvelle de tout premier plan  etre conduit à vous développer pour mon prochain log et  en un seul  petit article de façon condensée   quelques rappels sur la notion de pluralité des  « vides »  de l espace …….

Pour MR  SIMPLE QUIDAM  l’état d’un espace vide  découle d’une sémantique sèche et banale : il ne s’y trouve ni particules ni rayonnements et  absolument rien  d’autre que de l’espace et encore de l’espace... toujours à une température de zéro degré absolu …… pas un epsilon d’énergie ou de champs   de quelque  couleur que ce soit  !

  Mais il n’en est pas de même pour Mr le physicien quantique  .Dans la théorie quantique des champs TQC (Feynman, Tomonaga and Schwinger , prix Nobel en 65 ) l’état dit «  vide  quantique » est un état de ce dernier dans un espace de  HILBERT , qui correspond à l’énergie de niveau  le plus bas possible et qui reste , quoiqu‘il arrive différente de zéro !On peut  ajouter que même s’ il n y a pas de particules matérielles dans ce vide si particulier , il est théoriquement capable de générer très fugacement   des paires de particules matérielles et des rayonnements  que  l’on qualifie d’habitude  de potentiels et virtuels !

Ne commencez pas à me traiter de magicien ,  car vous ne devez pas ignorer  qu’ une fluctuation d’un   tel vide n’est que le résultat  temporaire  du changement d’énergie  d’un point de l’espace  résultant du principe d’incertitude de Werner Heisenberg :si l’énergie et le temps sont en effet reliés par la relation ΔE.Δ # h/2π   cela signifie  que la théorie TQC   s’ autorise  à admettre une violation du principe de conservation de l’énergie  pour des temps très courts  et à créer ce qu’elle veut !!!!! En outre dans l’oscillateur de base   de l’équation d’ Heisenberg le système ne reste jamais « tranquillement  » sur son zéro et il existe ce fameux «  flou » qui interdit de dire où l’état du système se trouve …. Si bien  que je me risque maintenant d’ en étonner plus d’un ( et certains de mes lecteurs fréquents ) en parlant du vide typique de la QCD ( chromo-dynamique quantique)  exemple d’un état de vide non-perturbatif ,  caractérisé par  des condensats   confinés   non évanescents tels que les quarks ou les boules de gluons ….

Je vais encore en faire enrager d’autres en parlant du vide de la QED – electro-dynamique quantique – c’est l’état le plus basique   d’un champ électromagnétique quantique  et  qui se convertirait en vide  de l’électromagnétisme  classique – si on permettait à la «  constante » de  PLANCK  d’atteindre 0°K !!!

Vous croyez que j’en ai fini avec tous ces états de vide  différents : que nenni ! il vous reste encore   toutes les variétés des vides cosmologiques ou ceux   de physiciens inventifs  , avec ou sans énergie gravitationnelle ,( Eᵧ=   10−9 Joules/m3)   avec ou sans énergie noire , avec ou sans quintessence ou lambda vacuum solution….   et toutes les multiples sortes de vides que les physiciens des cordes  ou autres alternatifs ont inventé !!!! J’espère donc ne pas finir de vous étonner si je vous annonce que  les ordres de grandeur  entre celui qui présente le haut niveau d’énergie du vide   de base , fondamental  et  celui qui présente le plus bas  différent de 120  unités , le quantique QCD  étant le plus  «  riche »(Eᵧ + 10^113 Joules par m3 !)……tout cela je l’ai dit N fois !

« Mais, me direz-vous , a-t-on une preuve de tout cela ???? »

Oui Bien sûrPAR LA LUMIERE !Bien entendu, il faut alors distinguer le  «  bruit thermique » ( résultant  de la thermodynamique boltzmanienne ) du » bruit quantique » proprement dit …… Car réaliser des états cohérents absolument parfaits ( par exemple en technique laser ) s’avère impossible  et il y a donc ENCORE  du bruit quantique ….Par conséquent la précision  de quelque système de mesure optique que ce soit   sera limitée par l’incertitude due spécifiquement à cette  MQ  indocile   dans la production de la phase et de l’amplitude  de la lumière utilisée ……

Il existe alors une astuce  que les anglo-saxons dénomment « Squeezed vacuum » et que je traduirai mal par des variétés de vides «  coincés aux entournures » !!!  Ce sont  des   vides  ou l’on  fait passer un champ optique d’amplitude moyenne zéro mais avec un bruit quantique tel que le principe d’incertitude soit minimal et  que :Δx.Δp= h /2

Les figures que je vais vous montrer font la différence  entre  le vide classique et son halo , l etat cohérent classique  et  les DIVERS états de squeezed vacuum possibles

From the top:

  • Vacuum state
  • Squeezed vacuum state
  • Phase-squeezed state
  • arbitrary squeezed state
  • Amplitude-squeezed state

Capture.PNGsqueezed vacuum.PNG

Capture.PNG squeezd 2.PNG

VOUS AVEZ MAINTENANT LES OUTILS POUR COMPRENDRE MON ARTICLE DU MONDE DE  LA PHYSIQUE DE DEMAIN !


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