228 – effet casimir & prematiere

EXTRAITS DE WIKIPEDIA

L’effet Casimir, tel que prédit par le physicien néerlandais Hendrik Casimir en 1948, est une force attractive entre deux plaques parallèles conductrices et non chargées. Cet effet, dû aux fluctuations quantiques du vide,

L’énergie du « vide » entre deux plaques se calcule en tenant compte uniquement des photons (y compris des photons virtuels) dont les longueurs d’onde divisent exactement la distance entre les deux plaques

L'effet Casimir dérive de la théorie quantique des champs, qui impose que tous les champs fondamentaux, comme le champ électromagnétique, soient quantiques en chaque point de l'espace. De manière très simple, un champ physique peut être vu comme un espace rempli de balles et de ressorts vibrants tous interconnectés ; la force du champ se matérialise comme le déplacement d'une balle depuis une position au repos. Les vibrations dans ce champ se propagent selon l'équation d'onde appropriée pour le champ particulier en question.

Le champ se décrit partout comme un oscillateur harmonique simple. Les excitations du champ correspondent à des particules élémentaires de la physique des particules. Toutefois, le vide a une structure complexe. Tous les calculs de la théorie quantique des champs doivent être rendus relatifs à ce modèle de vide.

Le vide a, implicitement, toutes les propriétés qu'une particule peut avoir : spin, polarisation dans le cas de la lumière, énergie, etc. Toutes ces grandeurs ont des valeurs moyennes nulles : le vide est, après tout, « vide » en ce sens, à l'exception près de l'énergie. La quantification d'un oscillateur harmonique simple montre que son énergie minimale, encore appelée énergie du point zéro, vaut :

La somme de l'énergie de tous les oscillateurs dans tout l'espace donne une quantité infinie. Pour s'en débarrasser, on « renormalise » : on considère comme seules significatives les différences d'énergie (un peu comme la tension électrique, dont seules les différences comptent).

Si la renormalisation permet de prédire des résultats corrects, elle demeure fondamentalement problématique. L'élimination de cet infini est l'un des défis de la « Théorie du tout ». On ne sait actuellement pourquoi il convient de donner à cet infini une valeur nulle.

COMMENTAIRES

Cet article est assez inouï puisqu’il semble concentrer toutes les dérives théoriques de la physique contemporaine liées au statut du vide. Ainsi l’effet Casimir résulte-t-il d’une « action » du vide sur des plaques. Cette action n’est pas le fait d’un objet physique « réel » mais d’une énergie, celle contenue dans l’espace, vide. Nous avons maintes fois dénoncé l’usage du concept d’énergie qu’on utilise sans qu’il existe un objet en mouvement. Il y a bien une action, mais pas d’objet pour agir, l’énergie « en elle-même » étant seule la cause de la réaction attractive des plaques.

Mais cette action sans acteur trouble tout de même la conscience des théoriciens. Il nous faut une explication  réaliste, rationnelle et dès lors : « De manière très simple, un champ physique peut être vu comme un espace rempli de balles et de ressorts vibrants tous interconnectés  ».

Le vide se peuple de balles, de ressorts, de particules virtuelles ou réelles : « Les excitations du champ correspondent à des particules élémentaires de la physique des particules  » Ce vide possède même «  une structure complexe. » Mais également : « Le vide a, implicitement, toutes les propriétés qu'une particule peut avoir : spin, polarisation dans le cas de la lumière, énergie». Il se compose d’oscillateurs qui oscillent sans cesse dont on n’a pas la moindre idée sur leur composition physique, sinon qu’ils sont l’expression de « l’énergie »

L’espace et le vide qui le peuple, étant sans limite, l’énergie des oscillateurs est donc infinie. «  Pour s'en débarrasser, on renormalise, » on les fait tout simplement disparaître. Ce scandaleux escamotage n’alerte nullement sur l’incomplétude de la théorie : « on fait avec  ».

Quelle est donc la raison qui conduit à de tels errements ? Il s’agit du statut du vide dont on mesure les effets sans le constituer en objet physique « réel ». Pour qu’il y ait actions et réactions il faut qu’existe une substance ayant certaines propriétés physiques et celle-ci fut nommée « prématière ». Cette prématière dont nous avons longuement détaillé la spécificité sur ce blog est radicalement différente de la matière et se trouve dans un état totalement amorphe. La prématière ne sort de son inertie qu’en réaction à la matière ou par suite d’ondes de choc internes que nous avons envisagé par ailleurs. La prématière constituant le vide n’est donc pas un « réservoir infini d’énergie » - affirmation qui justifie l’opération de renormalisation. En effet, seul là où il y a mouvement d’un « quelque chose » et en l’espèce ondes ou particules dites virtuelles, il y a énergie.

On constate ainsi à quel point le mauvais usage du concept d’énergie a pu servir à dissimuler l’existence effective de cette substance de l’espace : la prématière.