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Que sont les photons virtuels et quel est leur rôle fondamental dans le fonctionnement de la matière ?

mardi 8 février 2022, par Robert Paris

Que sont les photons virtuels et quel est leur rôle fondamental dans le fonctionnement de la matière ?

Les photons sont la forme corpusculaire de la lumière (plus généralement des bosons). Mais il ne faut pas oublier que les bosons (comme les fermions qui sont les corpuscules de la matière) sont quantiques, c’est-à-dire non seulement procédant par quantités entières de grains d’une quantité appelée "action" (quantité équivalent au produit d’une énergie et d’un temps), mais aussi à la fois corpusculaires et ondulatoires.

Rappelons que bosons et fermions se distinguent parce que les premiers s’agglomèrent en grand nombre que les seconds ne le peuvent pas. Les premiers ne cessent de se multiplier pendant que les seconds se conservent...

Les bosons comme les fermions peuvent être captables par un appareil à notre échelle (on les dit alors « réels ») ou non captables mais détectables par leurs effets (on les dit alors « virtuels »).

On pouvait croire avoir des dualités réel/virtuel, onde/corpuscule, boson/fermion et on trouve finalement des unités dialectiques des contraires !!!

Des heurts entre des fermions donnent des bosons et des couples de bosons se transforment en fermions.

Les bosons et fermions dits réels fonctionnent par unités de quanta, et leurs homogues virtuels fonctionnent par demi unités de quanta. Il en résulte qu’il suffit de fournir un demi quanta à une unité virtuelle pour qu’elle devienne réelle…

Par exemple, dans la liaison atomique la plus simple, celle qui lie le proton et l’électron dans l’atome d’hydrogène, on est en présence d’un photon virtuel de 13.6 eV.

Autre exemple, à un niveau beaucoup plus interne, on peut prendre celui du noyau de deutérium, la liaison nucléaire entre le proton et le neutron est représentée par un ’nuage’ de particules élémentaires telles que les mésons Pi, les Kaons et d’autres aux noms plus ou moins exotiques.
On les dit virtuelles parce qu’elles prennent naissance aussi vite qu’elles disparaissent pour respecter le principe de conservation de l’énergie.

Les fluctuations électromagnétiques, et donc les photons virtuels qui en sont la contrepartie dans le langage des particules, furent mises en évidence dès 1940, par la mesure du décalage des raies spectrales de l’hydrogène (Lamb shift) dû à un très léger changement des niveaux d’énergie de l’atome correspondant, et par la découverte d’une minuscule attraction entre deux plaques conductrices (effet Casimir).

La notion de « virtuel » fait appel à des seuils appelés inégalités d’Heisenberg. Quand on est en dessous ou proche de de ces seuils, on est dans le virtuel. Ce qui est inférieur à un quanta h est du virtuel, c’est-à-dire un phénomène du vide quantique.

En microphysique, les particules échangent des photons lumineux pour interagir. Ce phénomène fondamental de la matière/lumière a été interprété pour la première fois par les diagrammes de Feynman de l’électrodynamique quantique. Il s’agit du seul mode de description connu des interactions entre particules via les photons lumineux. Il a été vérifié par un grand nombre de calculs qui sont les plus précis de toute la physique. Cependant, pour bien des physiciens, la réalité des interactions révélées par Feynman n’est pas encore reconnu unanimement. En effet, elles nécessitent de reconnaître dans le vide un nombre infini de particules, d’antiparticules et de photons éphémères, appelés « virtuels » parce qu’ils sont trop fugitifs pour être mis en évidence par des mesures supérieures au temps de Planck. Les virtuels ne peuvent donc être mesurés par la matière/lumière. Au cours d’une transformation de matière/lumière, elles sont insensibles mais sont nécessaires au calcul et on est amené à supposer qu’elles apparaissent et disparaissent. Nous allons voir qu’au contraire les diagrammes de Feynman ne montrent pas que les corpuscules virtuels apparaissent et disparaissent mais que ce sont les corpuscules matériels dits réels qui apparaissent et disparaissent ! Ceux qui existent réellement sont donc les particules du vide et l’aspect réel, durable, n’est qu’une apparence, effet des interactions.

Ainsi, l’interaction électromagnétique, dite coulombienne, est le produit d’échanges de photons dits virtuels et l’interaction nucléaire suppose également des échanges virtuels. Feynman explique ainsi dans son cours de physique (chapitre Mécanique quantique) que "on a l’habitude de dire qu’il y a échange d’un électron "virtuel" quand l’électron doit sauter à travers une région de l’espace où il y a une énergie négative. Plus précisément, un "échange virtuel" signifie que le phénomène implique une interférence quantique entre un état avec échange et un état sans échange.

Le photon, tout comme le corpuscule de matière, est un phénomène fondé sur le vide quantique. C’est un couplage d’une particule et d’une antiparticule qui a reçu une énergie suffisante pour que le phénomène reste durable alors que les couples virtuels du vide disparaissent. Le photon est un phénomène périodique dans lequel le cycle consiste dans la transformation : couple virtuel donne photon, puis redonne couple virtuel. Ce phénomène n’est durable que s’il correspond à un certain rapport entre espace et temps. C’est cela qui est appelé « vitesse de la lumière ». La signification de ce rapport distance sur temps est qu’il faut une certaine quantité de vide autour pour effectuer la transformation du cycle entre virtuel et photon avec suffisamment d’énergie. Dans ce sens, la lumière est, comme la matière, une forme d’organisation du vide inorganisé (ou moins organisé), qui permet une transmission durable de l’énergie alors qu’à la base les couples virtuels ne sont pas durables. La différence avec la durabilité de la matière (des particules), c’est que l’énergie est utilisée pour séparer durablement la particule de son antiparticule à laquelle elle restait attachée dans le vide. Cela se réalise par le fait que la particule réelle s’apparie avec une antiparticule proche au sein de son nuage (et devient ainsi virtuelle) et libère ainsi une autre particule qui passe ainsi de virtuelle à réelle. Le dipôle a été cassé par l’apport d’énergie appelé boson de Higgs.

Les particules (virtuelles comme réelles) ne se touchent pas. En effet, elles sont entourées de particules et antiparticules (du virtuel de virtuel ou du virtuel) qui constituent des couches électrisées successivement positives et négatives qui repoussent toute autre particule qui s’approcherait trop.

Quant aux photons qui couplent une particule et une antiparticule, ces nuages entourant chaque particule amènent la particule et l’antiparticule a s’attirer (électriquement) puis à se repousser du fait de la couche virtuelle électriquement opposée à la charge de la particule.

Contrairement à la matière/lumière qui fonctionne par unités entières de un quanta h, les fluctuations du vide ont lieu par demi quanta, h/2, en plus ou demi quanta en moins, qui correspondent à des particules et antiparticules virtuelles fusionnant en un photon virtuel puis se redécomposant en un couples particule/antiparticule virtuels (comme électron/positon ou quark/antiquark). Il suffit qu’une particule virtuelle reçoive l’énergie nécessaire pour devenir réelle. Il suffit qu’une particule réelle perde de l’énergie pour redevenir virtuelle. Cette énergie peut être portée par un photon lumineux. Du coup, un photon d’énergie suffisante rend réelle une particule virtuelle. Inversement, l’émission d’un photon rend virtuelle une particule réelle.

Par exemple, dans la liaison atomique la plus simple, celle qui lie le proton et l’électron dans l’atome d’hydrogène, on est en présence d’un photon virtuel de 13.6 eV.

Autre exemple, à un niveau beaucoup plus interne, on peut prendre celui du noyau de deutérium, la liaison nucléaire entre le proton et le neutron est représentée par un ’nuage’ de particules élémentaires telles que les mésons Pi, les Kaons et d’autres aux noms plus ou moins exotiques.
On les dit virtuelles parce qu’elles prennent naissance aussi vite qu’elles disparaissent pour respecter le principe de conservation de l’énergie.
Ce sont les diagrammes de Feynman qui décrivent ces processus et qui expliquent les apparitions et disparitions de couples particules/antiparticules dans le vide :

couplage électron-photon (appelé vertex) : un électron peut émettre ou absorber un photon ; ce processus a une probabilité proportionnelle à la charge électrique de l’électron ;

propagateur du photon : un photon peut être émis à un point donné de l’espace-temps et absorbé à un autre ; la probabilité ne dépend que de la distance dans l’espace-temps entre les deux points ;

propagateur de l’électron : un électron peut être émis à un point donné de l’espace-temps et absorbé à un autre.

« Un premier électron émet un photon, le photon se propage puis se matérialise en une paire électron-positon qui se propagent puis s’annihilent pour se retransformer en un photon qui se propage et est finalement absorbé par un deuxième électron. Ce processus contient huit diagrammes élémentaires : quatre font intervenir le couplage électron-photon, deux le propagateur du photon et deux le propagateur de l’électron. (...) Trois diagrammes suffisent pour décrire tous les processus de l’électromagnétisme : couplage électron-photon (appelé vertex) : un électron peut émettre ou absorber un photon ; ce processus a une probabilité proportionnelle à la charge électrique de l’électron ; propagateur du photon : un photon peut être émis à un point donné de l’espace-temps et absorbé à un autre ; la probabilité ne dépend que de la distance dans l’espace-temps entre les deux points ; propagateur de l’électron : un électron peut être émis à un point donné de l’espace-temps et absorbé à un autre ; la probabilité est dans ce cas plus compliquée à décrire et elle dépend aussi de la masse de l’électron. Mais le calcul pose des problèmes apparemment insurmontables : il faut additionner les diagrammes de Feynman pris à tous les points de l’espace-temps. Or la somme sur toutes les paires de points de l’espace-temps de la boucle du diagramme représentant la propagation de la paire électron-positon donne un résultat infini. Il existe par ailleurs deux autres diagrammes de Feynman en boucle qui donnent des résultats infinis. (...) Autre exemple du problème des infinis : quelle est la force nécessaire pour mettre en mouvement un électron initialement au repos ? Conformément à la théorie de Maxwell, toute particule chargée accélérée émet des ondes électromagnétiques. Or, ces dernières agissent sur l’électron en le freinant. Le calcul de cette force de freinage selon la théorie de Maxwell donne un résultat infini. Il serait donc impossible de déplacer un électron, ce qui est bien sûr contredit par l’expérience ! Ce n’est qu’en 1949 que Julian Schwinger, Richard Feynman, Sin-Itiro Tomonaga et Freeman Dyson parviennent à résoudre ce problème des quantités infinies des diagrammes en boucle : ils le contournent en inventant une méthode de calcul ingénieuse appelée renormalisation. Elle introduit enfin les concepts quantiques de façon cohérente dans la théorie de Maxwell. Cette nouvelle théorie est appelée électrodynamique quantique. (...) L’électrodynamique quantique est valable jusqu’à une certaine distance minimale qu’on choisit plus ou moins arbitrairement : l’addition des diagrammes de Feynman en boucle sur tous les points de l’espace-temps s’arrête alors à cette distance. On évite ainsi les quantités infinies mais le résultat du calcul de ces diagrammes dépend de cette distance minimale. »

Les photons « réels » définissent l’espace et les photons « virtuels » définissent le temps. Près de la matière, un photon rencontre sans cesse des particules et sont absorbées par elles avant qu’un nouveau photon soit réémis. Ce processus d’absorption/émission définit une distance de libre (sans absorption) parcours moyen. Cette distance donne une échelle locale de l’espace. Lorsque l’on va du vide aux masses matérielles, cette distance diminue sans cesse. C’est un mouvement irréversible qui définit un sens d’écoulement du temps qui n’existe que près des masses matérielles. Dans le vide, il n’y a aucun sens d’écoulement du temps. Plus on s’approche d’une grande masse de matière, plus l’écoulement du temps est rapide (relativité d’Einstein). Les grands espaces quasiment vides qui séparent les galaxies connaissent un écoulement du temps beaucoup plus long. Conformément au fait que les photons lumineux réels qui en mesurent la distance se déplacent à vitesse globalement constante, c, cela signifie que la distance mesurée est plus grande. Plus la matière se concentre plus le vide s’étend. Plus se constituent des étoiles et des galaxies et plus l’univers pris dans son ensemble d’étend. C’est le vide qui grandit et non les distances au sein de la matière. Cela signifie que la gravitation est un effet global opposé à l’expansion et non une interaction liée à une structure du type onde/corpuscule. La gravitation découle donc du processus qui construit en permanence la mesure de l’espace-temps.

Ce qui caractérise la matière, c’est son existence durable. Ce qui caractérise le vide, c’est l’existence brève de ses quantons qui sont dits virtuels mais, rappelons-le, qui sont bel et bien réels. Ils sont seulement éphémères car ils s’accouplent très rapidement même si c’est en un temps aléatoire. Quand ils s’accouplent ils forment un photon. Qu’est-ce qui rend la particule de matière un peu plus « durable » ? C’est une particule virtuelle qui a reçu un boson de Higgs. Quelle hypothèse peut permettre de comprendre ce qui rend une telle particule un peu plus durable, c’est-à-dire qui retarde son accouplement avec un quanton virtuel du vide voisin ? Le fait que la matière constitue une espèce de trou au sein du vide quantique et retarde ainsi les accouplements possibles. D’où pourrait provenir ce « trou », cet isolement de la particule de matière, dite « particule réelle », par rapport aux particules du vide qui sont ses voisines, dites particules virtuelles ? La particule qui aurait reçu un boson de Higgs émettrait une onde de matière, dite onde de Broglie, qui repousserait les quantons virtuels voisins. Ce faisant, il y aurait modification du temps désordonné du vide. Le temps du vide est marqué par la durée moyenne d’accouplement des quantons virtuels. Ce temps serait modifié par la présence de la particule de masse (particule ayant reçu un boson de Higgs) du fait de l’écartement des particules virtuelles voisines. Le temps local tel que nous le connaissons (et non pas tel qu’il existe dans le vide quantique) serait dû à un retardement des interactions avec les quantons virtuels de l’environnement vide. Si une particule se trouve elle-même non dans un environnement vide mais dans un environnement de particules, une moyenne d’interactions avec les quantons virtuels va s’établir, menant à un temps moyen ou temps local. Le déplacement moyen d’une particule durant ce temps va également définir un espace. La matière durable (dite réelle) va ainsi définir un espace et un temps.

Pour subsister, la particule doit brutalement émettre un ou plusieurs photons par un processus qui est assimilable à un choc et par lequel la particule saute d’un état à un autre. Par l’émission de certains bosons (particules d’interaction), ceux du mécanisme de Higgs, la particule cède sa propriété de masse à la particule virtuelle voisine. Le virtuel devient réel et inversement, par une procédure assimilable au même type de choc et qui fonde une nouvelle structure. C’est par ce mécanisme de changement brutal que les caractéristiques de l’ancienne particule sont conservées. La conservation structurelle a eu lieu aux dépens de la matérialité de la particule. Cette dernière a disparu ou, plus exactement, ce n’est plus le même grain qui en est porteur. C’est au prix de cette disparition et de cette apparition que la matière se conserve au plan structurelle (conservation de la masse, de la charge, de l’énergie, etc).

Gilles Cohen-Tannoudji dans "La Matière-espace-temps" :

« La théorie classique de l’électromagnétisme constitue la base de toute l’expérimentation en physique des particules : accélération et détection mettent en jeu les interactions de particules chargées avec des champs électromagnétiques. Cela signifie qu’à l’origine du signal macroscopique obtenu par amplification se trouve toujours un signal microscopique de nature électromagnétique. On s’attend donc que le discontinu et le discret apparaissent dans la description des phénomènes électromagnétiques mettant en jeu des actions de l’ordre de h (constante de Planck). L’effet photoélectrique est justement une première manifestation de ce caractère discontinu. Cet effet consiste en la production d’un courant électrique par l’irradiation d’un métal photo-électrique par un faisceau lumineux. Ce courant correspond à l’arrachement d’électrons par le rayonnement. Le caractère discontinu de l’effet photoélectrique réside dans l’existence d’un seuil de fréquence. En dessous de ce seuil, l’effet photoélectrique ne se produit pas quelle que soit l’intensité du rayonnement. (…) De tels effets sont totalement incompréhensibles en théorie classique. L’interprétation proposée par Einstein en 1905 consiste à supposer que l’énergie du champ électromagnétique est transmise aux électrons grain par grain, par quanta. (…)

En théorie quantique, la force exercée entre deux charges électriques est due à l’échange de photons virtuels. Ces photons sont virtuels car leur existence est éphémère. (...) Des particules quantiques peuvent se trouver dans un état virtuel pendant des durées limitées par les inégalités d’Heisenberg. (...) Le nombre de photons ainsi échangés étant proportionnel au produit des deux charges, on retrouve ainsi la loi de Coulomb. Plus formellement on peut associer à un diagramme de Feynman, dans lequel une seule particule virtuelle est échangée, un potentiel effectif. (...) C’est le potentiel de la théorie classique. La nature attractive ou répulsive du potentiel dépend du signe des constantes de couplage à chacun des vertex du diagramme de Feynman. (...) On dit qu’il y a une transition virtuelle si le diagramme de Feynman comporte au moins une boucle. (...) L’électron n’est pas pensable sans son cortège de photons potentiels. (...) Toute la matière et toutes les interactions sont donc présents dans l’espace vide pourvu que l’on considère cet espace pendant des intervalles de temps suffisamment brefs. Un électron, vu au « microscope », manifeste des structures à toutes les échelles. Ces structures traduisent le caractère indissociable de l’électron et des quanta des champs de force qu’il émet puis réabsorbe. On a là un processus de type fractal. On peut donner un exemple de ce type de structures fractales. (…) L’équilibre entre la phase vapeur et la phase liquide de l’eau présente, dans les conditions de température et de pression voisines du point critique (P=221 bars, T=647°K), une particularité fascinante. Si on examine un échantillon d’eau placé dans ces conditions on observe des gouttes de liquide et des bulles de gaz. Au fur et à mesure que la résolution de l’appareil s’améliore, le phénomène se reproduit sans cesse : les phases liquides et gaz s’emboîtent les unes dans les autres et sont mêlées les unes dans les autres à toutes les échelles de distance. La nouvelle conception de l’élémentarité repose sur un « équilibre » quelque peu similaire : ainsi, ce qui apparaît comme un électron lorsqu’il est « vu » avec une résolution modeste se révèle émettre un photon virtuel ensuite réabsorbé. Avec une résolution encore meilleure, ce photon virtuel peut émettre une paire électron-positron qui se recombine ensuite ; ces paires ne peuvent être réelles car cela violerait le principe de la conservation de l’énergie. La durée de ces transitions virtuelles est limitée par les inégalités d’Heisenberg. (…) L’électron est ainsi habillé d’un nuage de charges positives et négatives. Ces paires virtuelles ont tendance à se polariser, c’est-à-dire à s’orienter vers l’électron, les charges positives masquant la charge nue de l’électron. (…)
En électrodynamique quantique, la force élémentaire entre deux particules de matière est décrite par le diagramme de Feynman d’échange d’un photon virtuel. Mais les transitions virtuelles introduisent des corrections radiatives (purement quantiques) qui peuvent être évaluées grâce à la théorie de la renormalisation. Ces corrections sont interprétées physiquement comme une polarisation du vide : le photon virtuel se matérialise en une paire électron-positron qui s’annihile pour redonner un photon virtuel. Cette polarisation du vide produit un effet d’écran : un électron numéro deux « voit » une charge électrique de l’électron numéro un « écrantée » par la polarisation du vide. C’est d’ailleurs dans cet effet d’écran que réside l’essentiel de la renormalisation : la charge « nue » de l’électron est infinie, c’est la polarisation du vide par les paires électron-positron (qui vivent le temps des transitions virtuelles) qui écrante, renormalise cette charge et en fait une charge physique, finie, effective, dépendant de la résolution.
En électrodynamique quantique donc, le vide est assimilé à un milieu diélectrique, polarisable par les fluctuations quantiques, capable d’écranter la charge électrique. La charge renormalisée décroît quand la distance croît. (…)
Une question lancinante persiste : pourquoi la charge électrique est-elle quantifiée et non continue, et pourquoi la charge des protons qui eux sont formés de quarks (qui a priori n’ont pas grand-chose en commun avec les électrons) est-elle juste opposée à la charge électrique des électrons ? (…) Une voie paraît possible pour tenter d’expliquer la quantification de la charge électrique, c’est la voie de l’unification. (…) Regrouper quarks et leptons dans une même représentation signifie qu’il existe une symétrie dont découlent à la fois les interactions des quarks et celles des leptons. C’est donc qu’il existe une description unifiée des interactions fortes, faibles et électromagnétiques. (…)
Dans l’histoire du cosmos, des transitions de phase, s’accompagnant de brisures de symétries ont différencié les particules et leurs interactions, et produit le germe de toute la variété des structures actuellement présentes dans l’univers. (…) Le vide quantique (c’est-à-dire l’état d’énergie minimale) passe par une série de transitions de phase : déconfinement des quarks et des gluons, annulation de la masse des bosons intermédiaires, annulation de la masse des leptoquarks vers dix puissance 15 gigaélectronvolts. A ce niveau, les différentes interactions deviennent indiscernables. Les particules, qui ne peuvent être différenciées que par la manière dont elles interagissent, deviennent à leur tour indiscernables. »

Paul Davies écrit dans "Les forces de la nature" :

« Le lecteur ne doit pas s’imaginer que ce nuage de photons virtuels autour d’un électron n’est qu’un gadget heuristique. Ces photons ont des effets réels, mesurables, bien que faibles en raison de la petitesse du couplage. (...) Toutes les particules quantiques existent sous forme virtuelle, pas seulement les photons. Par exemple, une paire virtuelle électron-positron peut apparaître brièvement, avant de s’annihiler dans les limites permises par les relations d’incertitude. Un photon peut ainsi se convertir soudain en une telle paire au cours de son voyage. Cela implique que deux photons peuvent se diffuser mutuellement via l’interaction de telles paires virtuelles électron-positron, processus impossible en physique classique où les faisceaux lumineux se pénètrent sans se perturber. Le fait que tous les photons, réels aussi bien que virtuels, passent une partie de leur vie sous forme d’une paire électron-positron conduit à un effet intéressant appelé polarisation du vide. Les photons virtuels qui entourent toute particule chargée contiennent des paires virtuelles électron-positron. Si la particule centrale est un électron, par exemple, sa charge électrique aura tendance à attirer les positrons virtuels et à repousser les électrons virtuels. Cette polarisation a un effet d’écran sur la charge centrale, et la charge effectivement perçue au loin est plus faible que la charge réelle de l’électron. (...) Le champ magnétique de l’électron est une autre confirmation importante de l’existence de photons virtuels. Le nuage virtuel modifie légèrement le moment magnétique…

La théorie quantique du champ électromagnétique doit pouvoir décrire bien plus que la simple émission ou absorption de photons. Quand deux particules chargées interagissent à distance et s’attirent ou se repoussent, les forces qui perturbent leur mouvement sont d’origine électromagnétique. Deux particules de même charge s’approchant l’une de l’autre, soumises à une force de répulsion mutuelle, sont déviées (processus appelé diffusion). L’explication classique de la diffusion est qu’il y a un transfert continu d’énergie et d’impulsion entre les deux particules via le champ électromagnétique et ce transfert est cause de la déviation des trajectoires. La description quantique de ce processus ne peut pas faire appel à de tels concepts, car les particules quantiques comme les électrons ne suivent pas des trajectoires bien définies et la propagation d’énergie et d’impulsion doit être décrite en termes d’échanges de photons. (…) Des particules de charges opposées s’attirent également en échangeant un photon. La force de répulsion (ou d’attraction) entre des particules chargées peut se calculer comme un effet du transfert de photons virtuels entre elles.

Pour distinguer un photon « ordinaire », qui possède une énergie et une impulsion bien définies, des photons éphémères échangés au cours d’une diffusion, ceux-ci sont appelés virtuels. Les photons virtuels ne sont pas vus explicitement dans une diffusion. Les photons virtuels ne sont pas vus explicitement dans une diffusion : il s’agit d’un arrangement strictement privé entre les particules chargées en jeu. Nous pouvons considérer ces photons virtuels comme des messagers, porteurs de la force électromagnétique. En général, un photon virtuel peut vivre pendant un laps de temps égal à la constante de Planck divisée par l’énergie du photon, soit l’inverse de sa fréquence. Pendant ce temps, le photon virtuel parcours une distance égale à la vitesse de la lumière c divisée par la fréquence, soit une longueur d’onde. Cela diffère beaucoup d’un photon réel qui se détache complètement de l’électron qui l’émet et peut voyager très loin, jouissant d’une existence autonome. Les photons virtuels décrivent le champ à proximité d’une charge électrique, tandis que les photons réels appartiennent au champ lointain (le rayonnement). Les photons virtuels ne privent pas de façon permanente un électron d’énergie, des photons réels le peuvent. Nous pouvons considérer ces photons virtuels comme des messagers, porteurs de la force électromagnétique. En général, un photon virtuel peut « vivre » pendant un laps de temps égal à la constante de Planck h divisée par l’énergie empruntée, ici celle d’un photon soit constante de Planck fois la fréquence, donc ce laps de temps est l’inverse de la fréquence du photon. Pendant cette durée de vie, le photon parcourt une distance égale à la vitesse de la lumière c fois le temps, donc c divisé par la fréquence égale une longueur d’onde. Cela diffère beaucoup d’un photon réel qui se détache complètement d’un électron et peut voyager très loin, jouissant d’une existence autonome. Les photons virtuels décrivent le champ à proximité d’une charge électrique, tandis que les photons (dits réels) appartiennent au champ lointain (le rayonnement). Les photons virtuels ne privent pas de façon permanente un électron d’énergie, des photons réels le peuvent. Nous pouvons identifier les photons virtuels au champ électrostatique, qui décroit comme l’inverse du carré de la distance de la particule chargée, et les photons réels au rayonnement électromagnétique qui décroit plus lentement, comme l’inverse de la distance, et voyage donc au loin. (…) En raison de la relation d’incertitude temps-énergie, il est impossible de dire quelle est la particule qui, dans une diffusion, émet le photon virtuel et quelle est celle qui l’absorbe. L’ordre dans lequel se produisent ces deux événements proches ne peut être déterminé. (…) Un photon virtuel ne peut voyager au-delà d’une longueur d’onde et il est donc inutilisable pour transporter les messages. Seuls les photons réels transportent une information. (…) Un électron isolé peut être considéré comme émettant et réabsorbant continuellement des photons virtuels, dans les limites permises par les relations d’incertitude. Chaque électron est enveloppé d’un essaim de photons virtuels qui bourdonnent autour de lui de façon éphémère. Cela est aussi vrai de toutes les particules chargées. Les photons virtuels qui enveloppent un électron lui sont étroitement liés par le principe d’incertitude, et ne s’aventurent jamais très loin. Si pourtant l’électron venait à disparaitre, les photons virtuels n’auraient plus rien pour les retenir et s’en iraient au loin comme les photons réels. Une disparition soudaine d’un électron n’est pas aussi improbable qu’il le semble : nous savons que s’il venait à rencontrer un positron, il s’annihilerait avec lui. Nous pouvons donc considérer les rayons gamma produits par l’annihilation d’un électron et d’un positron comme le résidu des photons virtuels que ces particules emportaient toujours avec elles, et que leur soudaine disparition a libéré. (…) Le lecteur ne doit pas considérer que ce nuage de photons virtuels autour d’un électron n’est qu’un gadget heuristique. Ces photons ont des effets réels, mesurables bien que faibles en raison de la petitesse du couplage. L’un des plus célèbres est le léger décalage qui apparaît dans les niveaux d’énergie de tous les atomes, de l’hydrogène en particulier et que l’on appelle le décalage de Lamb. Il est dû à la perturbation apportée par le noyau, chargé électriquement, au nuage de photons virtuels qui entoure l’électron, perturbation qui change un tout petit peu l’énergie de l’électron. Toutes les particules quantiques existent sous forme virtuelle, pas seulement les photons. Par exemple, une paire virtuelle électron-positron peut apparaître brièvement, avant de s’annihiler dans les limites permises par les relations d’incertitude. Un photon peut ainsi se convertir soudain en une telle paire au cours de son voyage. Cela implique que deux photons peuvent se diffuser mutuellement via l’interaction de telles paires virtuelles électron-positron, processus impossible en physique classique où les faisceaux lumineux se pénètrent sans se perturber. Le fait que tous les photons, réels aussi bien que virtuels, passent une partie de leur vie sous forme d’une paire virtuelle électron-positron conduit à un effet intéressant appelé la polarisation du vide. Les photons virtuels qui entourent toute particule chargée contiennent des paires virtuelles électron-positron. Si la particule centrale est un électron, par exemple, sa charge électrique aura tendance à attirer les positrons virtuels et à repousser les électrons virtuels. Cette polarisation a un effet d’écran sur la charge centrale, et la charge effectivement perçue au loin est plus faible que la charge réelle de l’électron. (...) Même en l’absence de particules réelles, l’espace apparemment « vide » est rempli d’un ferment de particules virtuelles de toutes sortes. En fait, les jongleries des particules réelles peuvent être considérées comme une simple écume sur un océan d’activité frémissante du vide.
Le champ magnétique de l’électron est une autre confirmation importante de l’existence de photons virtuels. Le nuage virtuel modifie légèrement le moment magnétique.
(…) Pourquoi les autres forces de la nature ne seraient-elles pas décrites de la même façon ? Yukawa fit dès 1935 une première tentative ne ce sens, pour décrire la force nucléaire forte. (…) Nous avons expliqué que l’échange d’un photon virtuel conduit à une force entre particules chargées électriquement. Yukawa suggéra que tout proton ou neutron était entouré d’un nouveau type de champ, auquel il se couple via une « charge nucléaire », tout comme un électron se couple au champ électromagnétique via une charge électrique. Ce nouveau champ a des quanta d’excitation (des particules virtuelles) analogues aux photons, et l’échange de ces particules virtuelles entre neutrons et protons engendre une force attractive. (…) Opérant par quanta virtuels, l’interaction entre deux particules ne peut avoir lieu au-delà de la distance maximale que peuvent parcourir ces quanta. Ces limites sont fixées par les inégalités d’Heisenberg qui disent qu’un quantum d’énergie E a une durée de vie h (constante de Planck) divisé par deux fois pi fois E et peut donc parcourir une distance c fois plus grande (c étant la vitesse de la lumière) avant d’être absorbé. Dans le cas électromagnétique, l’énergie E peut être aussi faible que l’on veut : il suffit de considérer des photons virtuels de très basse fréquence. C’est pour cela que la force électromagnétique a une très grande portée, l’énergie de l’interaction diminuant comme l’inverse de la distance, et la force comme l’inverse du carré de la distance. Pour obtenir une force de courte portée, Yukawa supposa que les quanta du nouveau champ nucléaire avaient une masse m. De cette façon, l’énergie E à emprunter pour créer un quantum virtuel est au moins égale à mc², et le principe d’incertitude ne permet pas à ce dernier d’exister plus d’un temps de h divisé par deux pi fois mc² avant d’être réabsorbé. (…) La portée de la force est à peu près h divisé par deux pi fois mc. (…) La masse doit être environ trois cent fois la masse de l’électron. Les quanta du champ nucléaire furent appelés des mésons. Plus tard on les appelé mésons pi ou pions. (…) Les particules chargées électriquement sont entourées d’un nuage de photons virtuels. De même, les protons et les neutrons sont entourés d’un nuage de mésons virtuels, dont certains portent une charge électrique. La preuve directe de l’existence de ce nuage vient de la diffusion d’électrons (insensibles à la force nucléaire) sur les mésons virtuels chargés par interaction électromagnétique. Cet essaim tourbillonnant de charges électriques crée un champ magnétique. La théorie de quarks complète aujourd’hui cette explication. (…) La durée de vie du neutron, de l’ordre du quart d’heure, est extrêmement longue selon les standards nucléaires, ce qui signifie qu’elle est l’œuvre d’une force très faible. La quatrième force connue de la nature est donc appelée l’interaction faible, par opposition à l’interaction forte. (…) Un neutron et un antineutrino pénètrent dans une région d’interaction très localisée et en émergent sous la forme d’un proton et d’un électron. (…) Yukawa suggère que cette transmutation est due à l’échange d’un nouveau type de particule messagère (quantum virtuel d’un champ) appelé W. (…) On annonça début 1983 la découverte du W, avec une masse environ 80 fois supérieure à celle du proton. (…) Nous avons dit que le pion était instable et se désintégrait. Le principal mode de désintégration des pions est sous forme d’un muon (ou d’un antimuon) plus un neutrino ou un antineutrino. (…) En fait, le muon a été découvert avant le pion en 1937. (…) Le muon lui-même est instable en un électron ou un positron plus un neutrino et un antineutrino. (…) Des particules comme le pion se désintègrent au bout d’un temps très court. Le pion zéro par exemple se désintègre en moins d’un dix-millionième de milliardième de seconde. (…) A comparer avec le temps mis par la lumière pour traverser un proton ou un neutron : un milliard de fois moins que cette durée. (…) La base de la théorie des quarks est très simple :il faut trois quarks pour former un baryon, soit un quark s’unit à un antiquark pour former un méson. (…) Il existe six sortes de quarks (on dit six saveurs) : u, s, d, c, t, et b). (…) La formation et la désintégration des particules s’expriment en termes de quarks. Dans la désintégration du neutron, un quark d est remplacé par un quark, ce qui fait que udd donne uud, soit un neutron se transforme en un proton plus un positron et un antineutrino. (…) Si les quarks sont liés, il doit bien y avoir une force qui les attire les uns vers les autres, une force extrêmement forte. L’interaction entre quarks et entre nucléons est appelée la force forte. (…) les quarks existent sous trois formes différentes qu’on a appelé couleurs : rouge, vert et bleu. (…) La théorie qui incorpore toutes ces caractéristiques de la force entre quarks est la Chromodynamique quantique ou QCD. (…) Nous avons expliqué que la charge d’un électron polarise le vide en attirant les positrons virtuels et en repoussant les électrons virtuels dans l’espace autour de lui. Cela écrante sa charge, diminuant la force effective ressentie à distance. Un effet semblable de polarisation se passe autour d’un quark, mais cette fois il met en jeu la couleur au lieu de la charge électrique. La charge de couleur d’un quark attire les antiquarks virtuels de l’anticouleur appropriée. Le vide contient aussi des gluons virtuels, qui participent aussi à la polarisation puisqu’ils sont colorés, mais leur effet est au contraire de renforcer la charge de couleur au lieu de l’écranter. Les gluons l’emportent sur les quarks, et le résultat net est que la charge effective de couleur augmente au lieu de diminuer. Pour deux quarks très proches, l’effet anti-écran est évité, expliquant le confinement des quarks.

Les physiciens pensent que le vide peut être rempli de paires de particules « virtuelles », comme des électrons et des positrons, qui se créent et s’annihilent rapidement ensuite[78]. La combinaison de la variation d’énergie nécessitée pour créer ces particules, et du temps pendant lequel elles existent reste en-dessous du seuil de détectabilité exprimé par le principe d’incertitude de Heisenberg. Pratiquement, l’énergie demandée pour créer les particules, , peut être « empruntée » au vide pour une durée, dans la mesure où le produit n’est pas plus grand que la constante de Planck réduite ħ ≈ 6,6×10-16 eVs. Donc pour une paire électron-positron virtuelle, est au plus de 6,6×10-22 s[79].
Tandis qu’une paire virtuelle électron-positron subsiste, la force coulombienne du champ électrique ambiant entourant un électron fait que le positron est attiré par ce dernier, tandis que l’électron de la paire est repoussé. Ceci provoque ce que l’on appelle polarisation du vide. En fait, le vide se comporte comme un milieu ayant une permittivité diélectrique supérieure à l’unité. Donc la charge effective d’un électron est plus faible que sa valeur nominale, et la charge diminue quand la distance à l’électron augmente. Cette polarisation a été confirmée expérimentalement en 1997 en utilisant l’accélérateur de particules japonais TRISTAN. Les particules virtuelles provoquent un effet de masquage comparable pour la masse de l’électron.

L’interaction avec des particules virtuelles explique aussi la légère déviation (environ 0,1%) entre le moment magnétique intrinsèque de l’électron et le magnéton de Bohr (le moment magnétique anomal). La précision extraordinaire de l’accord entre cette différence prévue par la théorie et la valeur déterminée par l’expérience est considérée comme une des grandes réussites de l’électrodynamique quantique.

En physique classique, le moment angulaire et le moment magnétique d’un objet dépendent de ses dimensions physiques. Il paraît donc incohérent de concevoir un électron sans dimensions possédant ces propriétés. Le paradoxe apparent peut être expliqué par la formation de photons virtuels dans le champ électrique engendré par l’électron. Ces photons font se déplacer l’électron de façon saccadée (ce qui s’appelle Zitterbewegung en allemand, ou mouvement de tremblement) qui résulte en un mouvement circulaire avec une précession. Ce mouvement produit à la fois le spin et le moment magnétique de l’électron. Dans les atomes, cette création de photons virtuels explique le décalage de Lamb (Lamb shift) observé dans les raies spectrales.

En électrodynamique quantique, l’interaction électromagnétique entre particules est transmise par des photons. Un électron isolé, qui ne subit pas d’accélération, ne peut pas émettre ni absorber un photon réel : ceci violerait la conservation de l’énergie et de la quantité de mouvement. Par contre, des photons virtuels peuvent tranférer de la quantité de mouvement entre deux particules chargées. C’est cet échange de photons virtuels qui, en particulier, engendre la force de Coulomb. Une émission d’énergie peut avoir lieu quand un électron en mouvement est défléchi par une particule chargée, comme un proton. L’accélération de l’électron résulte en émission de rayonnement continu de freinage (Bremsstrahlung en allemand). Une courbe montre le mouvement de l’électron ; un point rouge montre le noyau, et une ligne ondulée le photon émis Ici, le bremsstrahlung est produit par un électron e défléchi par le champ électrique d’un noyau atomique. Le changement d’énergie E2 — E1 détermine la fréquence f du photon émis. »

Maurice Jacob, dans « Au cœur de la matière » :

« L’interaction électromagnétique correspond à l’échange de photons qui se couplent aux particules chargées en fonction de la charge électrique, quelle que soit celle qui la porte… Prenons un électron absorbant un photon. Nous sommes déjà assez familiers avec les mécanismes quantiques pour savoir que le vide est animé par la création continuelle et la disparition rapide de paires électron-positron. Ce sont des paires virtuelles mais cela va compliquer notre processus d’absorption qui ne demande qu’un temps très bref durant lequel ces paires virtuelles ont bien le temps de se manifester. L’électron, de charge négative, va ainsi attirer les positrons de ces paires virtuelles en repoussant leurs électrons. « Approchant » de l’électron, le photon va ainsi le « voir » entouré d’un « nuage » de charge positive dû aux positrons virtuels attirés… C’est une version quantique de l’effet d’écran… Revenons à notre électron absorbant un photon tout en s’entourant d’un nuage virtuel contenant plus de positrons que d’électrons… Il se trouve que, dans le calcul quantique, l’effet principal peut être conçu comme la transformation du photon en une paire électron-positron, qu’il réabsorbe avant l’interaction. C’est le terme dominant de l’effet d’écran. »

Physique atomique et moléculaire, leçon inaugurale de Claude Cohen-Tannoudji

Processus d’interaction entre photons et atomes

Au cœur de la matière de Maurice Jacob

Messages

  • ▬Bonsoir Monsieur Robert Paris.
    ▬Je pense que les deux phrases suivantes de votre texte très long sont exactement le contraire de ce qu’il faille dire :
    ►Plus on s’approche d’une grande masse de matière, plus l’écoulement du temps est rapide (relativité d’Einstein). Les grands espaces quasiment vides qui séparent les galaxies connaissent un écoulement du temps beaucoup plus long.◄
    ▬Donc :
    Plus on s’approche d’une grande masse de matière, plus l’écoulement du temps est lent (relativité d’Einstein). Les grands espaces quasiment vides qui séparent les galaxies connaissent un écoulement du temps beaucoup plus rapide.
    Amicalement.
    JFP Jean-François Pouliquen
    jfp.pouliquen@hotmail.fr

  • ▬Bonjour Monsieur Robert Paris.
    ▬Le titre de l’article québécois est totalement trompeur, car son contenu dit exactement l’inverse de son titre. Une seule page à lire dit bien que plus on va vite moins on vieillit, comme plus plus on est proche de masses importantes donne la même notion de ralentissement du temps. J’avais déjà lu des articles québécois où là il y avait des inversions...
    Amicalement.
    JFP Jean-François Pouliquen
    jfp.pouliquen@hotmail.fr

  • ▬Je fais suite à votre commentaire donné sur les articles "Encore et à nouveau sur les paradoxes de Zénon", où vous préconisez de lire cet article qui expliquerait ce qu’est l’écrantage. Effectivement je ne sais pas ce qu’est l’écrantage, mais après avoir lu votre article sur les photons virtuels, je n’ai pas très bien compris, et je vais faire une relecture plus approfondie, et faire des recherches sur le web.
    ▬Dans votre article, il y a encore des duplications de phrases, et de plus cet article est assez long. Vous reprenez à votre compte des extraits donnés par des personnages connus, où vous rajoutez entre certaines phrases de citations, vos propres interprétations et vos commentaires en complément, on a donc cette impression de lire 2 fois la même choses.
    ▬écrantage électromagnétique, écrantage électrostatique, écrantage électrique, écrantage...
    ▬Comment croire ce que vous écrivez, car vous dites exactement l’inverse de ce qui devrait être écrit et donné :
    ►►►
    Plus on s’approche d’une grande masse de matière, plus l’écoulement du temps est rapide (relativité d’Einstein). Les grands espaces quasiment vides qui séparent les galaxies connaissent un écoulement du temps beaucoup plus long.
    ◄◄◄
    ▬Vous m’aviez recommandé un site québécois, qui dit la même chose que vous dans son titre, mais qui se plante aussi, et sur le dernier de mes commentaires, pas eu de retour, de votre part.
    ▬Personnellement je ne crois pas vraiment à ces photons virtuels, c’est seulement une commodité scientifique pour expliquer certaines choses et notions du vide quantique, et les effets que l’on constate par expériences et l’écrantage. Déjà se se représenter un photon réel, est une gymnastique d’esprit que l’on ne sait pas faire, car une onde est difficilement interprétable, et d’avoir la même chose dans le vide quantique est encore plus difficile à comprendre...
    ▬Je reprend la lecture de cette article, pour comprendre ce qu’est l’écrantage, mais il me semble plus judicieux, d’essayer de trouver sur le web une explication simple sur l’écrantage d’une charge, sans utiliser des notions inventées ; mais je pense que je ne trouverai pas, ce que je vais chercher...
    ▬Amicalement. JFP Jean-François Pouliquen

  • L’écrantage signifie que la particule chargée de matière est entourée de couches successives en oignon formées de couples particule/antiparticule et ces couples sont orientés par la charge de la particule de matière ce qui signifie que l’on a des couches successivement positives et négatives, tantôt répulsives tantôt attractives de sorte qu’une autre particule de matière qui approcherait de la première finit toujours par être repoussée. L’écrantage fait donc écran et empêche le contact particule-particule.

  • ▬JFP¦¦20230309|Bonjour Monsieur Robert Paris.
    ▬Dans votre explication, il manque le sens des charges par rapport aux couples virtuelles de charge opposées et de la particule réelle comme l’électron, car si on part d’un électron de charge négative, comment la première couche de ces couples virtuelles de charges opposées, vont s’orienter ? Est-ce que le coté charge positive va vers l’électron ou l’inverse. Le problème de distance entre couple virtuelle de charge opposées se pose également, c’est à dire la distance entre les deux éléments formant ce couple virtuel, car si on parle de couples virtuelles, ces couples obéissent aux mêmes lois que les particules réelles. Cette image de pensée de représentation des couples virtuelles autour d’un électron par exemple, à déjà été donnée plusieurs fois dans vos articles, comme dans d’autres articles ne venant pas de vous. Dans cette image de pensée de couche en oignon autour d’une particule comme l’électron, plusieurs problèmes se posent, car comment sont orientés ces couples en oignon autour de l’électron ?
    ▬Pour le redire, les charges opposées s’attirent, et les mêmes types de charges se repoussent. Maintenant on peut se poser la question pour ces couples éphémères virtuels, à quelle distance les charges opposées sont t-elles, car est-ce que ces charges opposées se touchent, ou il y a t-il un minimum de distance ? Autre question, que représentent ces couples, car sont-ils assemblés en électron et positrons virtuels ? Personnellement je ne pensent pas que ces couples virtuels entourant l’électron, soit des particules reconnues, comme dans le monde du réel, car ses couples virtuels non pas leur équivalence dans le monde réel. Et puis avoir une image fixe d’une représentation d’un centre négatif comme l’électron et avoir autour des couples de charges opposées, est une image figée qui n’existe pas en réalité, car ces couples apparaissent et disparaissent, ce qui donne des déséquilibres et une fausse représentation à voir une image fixe, car sans cesse, la répartition des charges autour de l’électron, n’est pas uniforme, par le simple fait des disparitions et d’apparitions de ces couples. Ces couples de charges opposées autour d’une particule réelle, nous ne savons pas ce que c’est exactement, et de plus comme on les nome couple, est-ce que ces couples se touchent ? Pour que ces couples ne puissent pas tomber sur la particule réelle, forcément ces couples s’orientent de telle façon, qu’il y a le même type de charge entre le réel et le virtuel, et donc que la partie du couple de charge positive, vient vers l’élection, et cela donne une répulsion. On peut se demander pourquoi cela ne serait pas l’inverse, car quand on prends deux aimants et qu’on les rapproche, l’orientation des ces aimants vont prendre un sens d’orientation à s’attirer par leur pôles opposés, et non le contraire. Donc pourquoi avec les charges cela serait-il l’opposé et différent ?
    ▬Que vient faire l’écrantage de la charge d’ans cette image de pensée où les couples virtuels s’orientent en oignon par rapport à une charge négative centrale qui serait un électron ? Et puis les effets de charges opposées de ces couples virtuels, ont eux mêmes une influence sur les autres couples virtuels proches.
    ▬Ce que l’on décrit à chaque fois, sont des images fixes, et non des mécanismes en mouvement, et puis ces couples de charges opposées sont de quelle nature, car sont t-ils des représentations de types de particules réelles ? Plus on s’éloigne de l’électron, plus il y a d’apparitions et de disparitions de ces couples, et on peut se demander, si l’écrantage n’est pas un phénomène lié à la cadence des ces apparitions et disparitions des ces couples éphémères, où le déséquilibre en charge et même la perte de charge à une certaine distance, n’est liée qu’aux disparussions et apparussions de ces couples dont on ne nous dit rien.
    ▬Quand on nous dit que l’électron est entouré par des couches en oignons de polarités opposées, il faut savoir que ce sont ces couples qui donnent 2 couches électriques différentes et opposées et qu’une couche n’est qu’un alignement sphérique d’une polarité de ces couples éphémères de charges opposées.
    ▬Mais que devient l’écrantage dans ce cas ? Eh bien je pense que plus on s’éloigne de l’électron, plus le temps est long pour avoir la charge initiale de l’électron, et donc ce n’est pas vraiment la charge qui est écrantée, mais le temps de sa dissipation au travers de ces couples virtuels. Tout ceci n’est que supposition temporaire, car pas encore analysé, ce que l’on raconte sur cet écrantage qui s’adresse d’ailleurs à plusieurs notions physiques.
    ▬A la suite de ce commentaire, je vais donner une solution possible....
    ▬Amicalement. JFP Jean-François Pouliquen

  • ▬JFP¦¦20230309|RE RE Bonjour Monsieur Robert Paris.
    ▬Il y a aussi une autre solution non imaginée, pour que ces couples de charges opposées, ne soient ni attirés ni repoussés par l’électron, supprimant ainsi cette image d’oignon, est que ces couples s’orientent fonction de la charge de l’électron, mais ces mêmes couples peuvent aussi tournés sur eux mêmes, inversant les charges, ce qui fait, qu’il y a en même temps une attraction et une répulsion, et la stabilité dépend de la vitesse de rotation de ces couples.
    ▬Ça c’est une belle solution imaginaire, et qui donne de bons fruits d’investigations exploitables...
    ▬Amicalement. JFP Jean-François Pouliquen

  • ▬JFP¦¦20230309|RE RE Bonjour Monsieur Robert Paris.
    ▬Le problème reste posé et n’est pas réglé, car qu’est-ce qui transmet la polarité d’une particule à l’extérieure de son volume. Par cette solution trouvée, disant que les couples virtuels de charges opposés peuvent être en rotation, entourant la particule réelle, permet de comprendre qu’il y a un équilibre entre l’électron et les couples virtuels de charges opposées, car cette rotation de couple virtuel permet un équilibre des charges, car tantôt les couples sont attirés vers l’électron, et se touchent peut-être , mais sont ensuite repoussés si la charge s’inverse, par la rotation des couples. La mécanique semble simple, mais il reste un atout majeur, non réglé qui est comment la charge de l’électron, et des charges des couples, se transmettent des informations d’attractions et de répulsions, et donc il manque encore un intermédiaire médiateur, un maillon entre l’électron et les couples virtuels de charges opposées. Pour être clair, qui porte l’information de la charge à transmettre aux alentours de la particules réelle ? Si ce sont les couples de particules virtuels, alors ces derniers touchent bien et réellement la particule réelle qui est l’électron, mais par rotation de ces couples, la charge change de ces couples, car elle devient contraire à l’attirance, et forcément la distance croit, et donc les couples se séparent de l’électron, mais alors pourquoi les couples une fois éloignés reviendraient-ils vers l’électron ?
    ▬On peut imaginer que ces couples de charges opposés, se contredisent eux-mêmes et tentent aussi de s’équilibrer entre eux, donnant du coup un volume qui va rétrécir, et rejoindre la particule maîtresse du jeux qui est l’électron.
    ▬Mais dans cette image de présentation de pensée, on suppose que l’électron est fixe dans l’espace, ce qui est totalement faux, ainsi, l’électron va de lui même au devant rejoindre ces couples, et il y aura attraction comme répulsion, et il y aura des contacts éphémères, comme des répulsions éphémères, sans utiliser un médiateur entre électron et ces couples virtuels de charges opposées en rotation permanente.
    ▬Je pense que d’essayer de comprendre l’écrantage électromagnétique, ou écrantage électrostatique, voir même écrantage électrique, ou même écrantage magnétique, il faut avant se donner une image de pensée qui est une mécanique réelle entre cet électron et ces couples de particules virtuelles de charges opposées. L’explication des écrantages ne peut que venir après, à comprendre une mécanique possible entre électrons et son entourage. D’ailleurs ces couples de charge opposées se touchent t-ils et de qu’elle nature sont-ils ? Je ne pense pas que ces couples combinés de charges opposés soient un électron virtuel et un positron virtuel, car cela est plus simple que d’utiliser les notions du réel à mètrent dans le virtuel, car il y a des particules virtuelles qui n’existent pas dans notre monde réel. ▬Dire que toutes les particules du réel se retrouvent dans le monde virtuel est aussi d’aller trop loin dans de telles explications et affirmations, car c’est un simplicité à expliquer certains notions, mais qui reste que de l’imagination.
    ▬Y a t-il des bosons inconnus intermédiaires qui transmettent des informations sur les charges, je n’y croit pas du tout. Une charge élémentaire ne se transmet pas, elle est ce qu’elle est sans médiateur possible. La charge négative de l’électron, n’est pas l’électron, qui portant englobe sa masse, et n’est pas le fruit de sa masse, toutes particules réelles sont constituées de charges électriques élémentaires, même les neutrons en apparence neutre, mais cette charge positive ou négative, ne vient pas directement de la particules réelle, mais de l’un de ses sous produits.
    ▬Diviser les charges élémentaires en fractions au niveau des quarts est une aberration. Ce modèle de la chromodynamique est une invention temporaire, qui est totalement aberrant, car la charges élémentaire positive ou négative ne se divise pas !!!
    ▬Amicalement. JFP Jean-François Pouliquen

  • ▬JFP¦¦20230314|Bonjour Monsieur Robert Paris. Non je ne connais pas de théorie alternative, je revendique simplement certaines choses au fil de mes connaissances qui sont assez réduites. Les diagrammes de Feynman sont vrais, mais pas tous, car un axe du temps donnant deux directions possibles me semble faux. Le temps s’arrête éventuellement mais ne va pas à reculons, ainsi les deux flèches du temps positive et négative, je n’y crois pas, car il y a une flèche dans le sens négatif, qui devrait disparaître, laissant un temps nul ou arrêté. Et puis les photons virtuels est aussi une invention, car pour ma part ce ne sont pas des photons, mais bien des bosons que l’on ne peut pas détecter. Les photons réels partent d’une fréquence la plus basse à une fréquence la plus haute possible, et ces photons virtuels ne correspondent pas à cette tranche de fréquences possibles, et donc ce sont d’autres types de bosons inconnus, mais pas des photons. C’est plus une facilité d’esprit, à parler de photons virtuels, quand on ne peut pas comprendre certains mécanismes, où les résoudre par ces photons virtuels. Je ne refuse pas du tout le virtuel, mais je le conçois autrement, avec plus de simplicité que de voir toutes les particules dites réelles en virtuelles. Personnellement le virtuel n’est pas si complexe que l’on veut imaginer, car ce sont les bases du réelles, mais pas leur duplication. le virtuel est un sous-produit du réel, c’est à dire des bases constituant le réel, mais dans ce virtuel, il n’y a pas de complexité de structures. Je ne suis qu’un amateur, et je soulève des questions, mais mes affirmations ne sont que le pur produit de mon imagination, histoire de remettre en cause, ce que pensent tous ces physiciens du domaine quantique. Dire que le monde virtuel n’est que local qu’à la matière, est déjà assez puissant comme réflexion, car cela remet en cause, des mécanismes possibles pour avoir une gravitation quantique. Et sur cette idée, vous ne m’avez rien donné comme réponse, car qu’est-ce qui prouve que le vide quantique existe dans tout l’univers ? Je suis parti de ce qui semble implicite pour tous ces physiciens du monde quantique, mais cet implicite n’est pas une preuve, et on peut largement remettre en cause ce vide quantique n’étant que local à la matière. Bien sûr cela est déroutant de dire de telles choses, mais c’est aussi déroutant pour moi, que tous les physiciens accordent au vide quantique d’être celui de la relativité générale qui est l’espace-temps. Dans ce qui est dit sur ce vide quantique, n’explique en rien que ce dernier soit global à l’univers, ou que justement ne soit que local à la matière.
    ▬Sur plus d’une soixantaine de diagrammes présenté par Wikipédia, une dizaine est utilisé pour voir un temps positif et négatif, représenté par un axe de temps donnant les deux directions, et parfois symbolisé par t et t barre. Même le premier diagramme de Wikipédia suscite une réflexion, car la rencontre d’un électron allant dans le sens du temps, et d’un positron allant dans le sens opposé au temps, me semble totalement anormal, car la flèche du positron devrait être inversé. Et pourtant il y a un commentaire disant que le sens des flèches indiquent bien que le positron va en sens contraire du temps. Je ne crois pas du tout au temps négatif lié aux anti-particules, et c’est sûrement un problème personnel, car personne ne sait déjà ce qu’est le temps, ni même ce Feynman. Si dans la plus part des diagrammes donnés, le temps n’y figure pas, c’est un bien et en même temps un manque, comme dans la physique quantique qui ne tient pas vraiment compte de cette notion. Dans les deux relativités de Einstein, il n’y a pas de temps inversé, mais une relativité du temps qui s’écoule fonction du référentiel...
    ▬Ma conclusion sur ce grand physicien Feynman, est que ce dernier emploie un temps négatif auquel je ne crois pas. On peut admettre que le temps s’arrête, et qu’il y est des réactions, des actions, des interactions, des événements sans tenir compte du temps, mais utiliser un temps négatif est pour ma part contre-intuitif, non raisonnable, non vérifiable, car les diagrammes sont une représentation des équations, où ces dernières utilisent un temps négatif. Le temps est une invention humaine dont on ne sait pas se passer, même dans notre quotidien, mais ce temps en conception à une flèche, et difficile à croire que l’on puisse remonter le temps. Il est certain que l’on puisse aller dans le futur, mais ce futur n’est lié qu’au référentiel que nous utilisons, freinant notre propre temps, ainsi faire ralentir le temps par référentiel, permet de voir une accélération du temps d’un autre référentiel. Même cette expression d’aller dans le futur est fausse, car ce qu’il faille comprendre, c’est que nous ralentissons notre propre temps, pour voir un temps plus rapide dans d’autres référentiels. Associer un temps négatif pour l’anti-matière me parait totalement faux, car je pense qu’il puisse y avoir des anti-étoiles qui donneraient les mêmes photons, comme d’avoir des anti-galaxies... et ces dernières vieilliraient de la même façon que les galaxies de matière. Le temps négatif n’est lié qu’aux équations, mais ce n’est pas pour moi une réalité, même dans ce monde quantique. Mais on peut concevoir quand même un temps négatif, car si on prend la vitesse lumière plus grande de ce qu’elle est, eh bien dans ce cas certaines particules iraient plus vite que la lumière que d’autres, et ces autres particules seraient relatives, donnant ce concept de temps négatif...
    ▬Pour reprendre la première figure que représente l’un des diagrammes de Feynman de Wikipédia, et que vous reprenez dans l’article https://www.matierevolution.fr/spip..., cette figure ou diagramme me semble faux, car si il y a collision d’un électron et d’un positron qui s’annihilent, la place de la représentation du positron devrait être à droite de l’électron, et cette collision donnerait un arrêt aux deux particules, et une naissance à un photon virtuel ou pas d’ailleurs, car dans cette représentation on a l’impression que le positron continue son chemin normalement.
    ▬Merci de passer du temps à répondre, et merci simplement. Amicalement. JFP Jean-François Pouliquen

  • ▬JFP¦¦20230314|Bonjour Monsieur Robert Paris. Pour les 2 sites sur 3 que vous donnez qui sont de science & vie, je ne crois pas vraiment aux journalistes scientifiques qui ne font que du sensationnel, et sont là pour faire vendre leur revue. Il y a longtemps j’achetais régulièrement cette revue de science & vie, mais j’avais compris, que ces journalistes scientifiques rédigeaient des fausses vérités, en augmentant le suspens pour les lecteurs. je ne me fie plus à toutes ces revues scientifiques et de leur sensationnel, mais il y a parfois des choses intéressantes... Le premier site que vous donnez, n’est guerre mieux, et on ne peux pas se fier aux mêmes types des journalistes, qui font aussi du sensationnel.
    ▬Dan ce genre de sites ou de revues, il n’y a jamais de démonstration des tests réels effectués. Et puis voici une phrase qui en dit long : Recevez les meilleures actualités scientifiques directement dans votre boîte mail ! Et le pire est une obligation de s’abonner pour lire un morceau d’article. La plus part des sites dits scientifiques, ne le sont pas...
    ▬Voici des sites trouvés à partir du premier lien que vous avez donné, rien qu’avec un nom de physicien :
    https://www.btlv.fr/societe-science-civilisation/des-physiciens-realisent-un-retournement-temporel-quantique-hallucinant/
    https://trustmyscience.com/mecanique-quantique-evenements-causalite/
    https://www.crumpe.com/2022/12/quantum-time-flip-fait-avancer-et-reculer-la-lumiere-simultanement-dans-le-temps/
    https://www.philomag.com/articles/michel-bitbol-la-physique-quantique-remet-en-question-tout-ce-que-nous-pensions-savoir
    https://insidetheperimeter.ca/fr/pi-science-new-dimensions-quantum-gravity/
    https://perimeterinstitute.ca/sites/default/files/2010-2011%20Annual%20Report%20French_accessible.pdf
    https://www.philipmaulion.com/2017/10/l-etrangete-quantique-de-la-lumiere-survit-apres-un-aller-et-retour-dans-l-espace.html
    https://elishean777.com/comment-votre-conscience-rend-elle-tout-reel/
    https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rspa.2018.0903
    https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2022CmPhy...5..190C/abstract
    ▬Pour résumé, car on pourrait trouver des tonnes de sites, et donc le n’importe quoi est à l’étude, car quand on regarde les autres titres que présentent ces sites, eh bien il est préférable d’abandonner, et ne pas lire inutilement. Ce que j’ai retenu c’est cette expression : « un retournement temporel quantique ». C’est beau !!!
    ▬Dans l’un de vos articles récents de fin de 2022 : https://www.matierevolution.org/spip.php?article7654 un certain Charles donne un renvoi sur des PDF d’une théorie Janus d’un certain Jean-Pierre Petit, et ce dernier démonte aussi, les revues qui se disent scientifiques, donc je ne suis pas le seul à ne pas croire certaines revues de nom réputé.
    ▬Merci d’avoir répondu et de vos recherches. Amicalement. JFP Jean-François Pouliquen

  • Bonne idée. Demain, je publie sur ce site des articles scientifiques sur le parcours du temps dans les deux sens !

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