La lumière vous éclaire , pensez-vous ?! Hélasce n’est pas une chose aussi simple à décrire et surtout à expliquer……AGRIPPEZ VOUS A VOS NEURONES AUJOURD HUI !
JEvais 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 eten un seulpetit article de façon condensée quelques rappels sur la notion de pluralité des« vides » de l espace …….
Pour MRSIMPLE QUIDAMl’état d’un espace videdécoule 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 quelquecouleur 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 « videquantique » est un état de ce dernier dans un espace deHILBERT , qui correspond à l’énergie de niveaule plus bas possible et qui reste , quoiqu‘il arrive différente de zéro !On peutajouter 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 rayonnementsquel’on qualifie d’habitudede potentiels et virtuels !
Ne commencez pas à me traiter de magicien ,car vous ne devez pas ignorerqu’ une fluctuation d’un tel vide n’est que le résultattemporairedu changement d’énergied’un point de l’espacerésultant du principe d’incertitude de Werner Heisenberg :si l’énergie et le temps sont en effet reliés par la relation ΔE.Δ t # h/2π cela signifieque la théorie TQC s’ autoriseà admettre une violation du principe de conservation de l’énergiepour 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 bienque 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 pardes 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 quantiqueetqui se convertirait en videde l’électromagnétismeclassique – si on permettait à la « constante » dePLANCKd’atteindre 0°K !!!
Vous croyez que j’en ai fini avec tous ces états de videdifférents : 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 cordesou autres alternatifs ont inventé !!!! J’espère donc ne pas finir de vous étonner si je vous annonce queles ordres de grandeurentre celui qui présente le haut niveau d’énergie du vide de base , fondamentaletcelui qui présente le plus basdifférent de 120unités , le quantique QCDétant 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 » ( résultantde la thermodynamique boltzmanienne ) du » bruit quantique » proprement dit …… Car réaliser des états cohérents absolument parfaits ( par exemple en technique laser ) s’avère impossibleet il y a donc ENCORE du bruit quantique ….Par conséquent la précisionde quelque système de mesure optique que ce soit sera limitée par l’incertitude due spécifiquement à cetteMQ indocile dans la production de la phase et de l’amplitudede la lumière utilisée ……
Il existe alors une astuceque les anglo-saxons dénomment « Squeezed vacuum » et que je traduirai mal par des variétés de vides « coincés aux entournures » !!!Ce sontdes videsou l’onfait passer un champ optique d’amplitude moyenne zéro mais avec un bruit quantique tel que le principe d’incertitude soit minimal etque :Δx.Δp= h /2
Les figures que je vais vous montrer font la différenceentrele vide classique et son halo , l etat cohérent classiqueetles DIVERS états de squeezed vacuum possibles
From the top:
- Vacuum state
- Squeezed vacuum state
- Phase-squeezed state
- arbitrary squeezed state
- Amplitude-squeezed state
VOUS AVEZ MAINTENANT LES OUTILS POUR COMPRENDRE MON ARTICLE DU MONDE DE LA PHYSIQUE DE DEMAIN !