particules – Mathis A. LeCorbot

Relativité de l’existence

Publié 2020-02-082020-02-08 Par Mathis LeCorbot dans LeCorbot, Philosophie, Physique, Physique des particules, Quantique, Science

Bien que le titre utilise le mot « relativité », cet article traite plutôt de physique quantique. Non !Non! Ne disparaissez pas si vite, car l’effet que je décris aujourd’hui est plutôt étonnant, voire sidérant.

Imaginez Alice, une jeune fille très attentive. Elle observe un vide parfait. Ce vide possède donc une température de zéro Kelvin (0 K) qui est la température absolue. Pourquoi ? Parce qu’une température nait de particules qui s’entrechoquent. S’il n’existe aucune particule pour s’entrechoquer, alors rien ne peut générer de la température. Elle vaut donc 0 K (-273,15°C). Jusqu’ici, rien de très compliqué.

Prenons maintenant le petit ami d’Alice, il se prénomme Bob et il aime faire de la vitesse. Il embarque à bord d’une fusée pour impressionner sa flamme. Pour ne pas se causer trop de désagréments, il ajuste l’accélération du bolide à 1 G, c’est-à-dire que son corps ressent le même poids que s’il restait à la surface de la Terre.

Bob passe en trombe devant Alice qui continue de mesurer ce vide absolu plutôt que de s’intéresser aux exploits de son copain. Un peu frustré, mais tout de même curieux, Bob utilise lui aussi un appareil pour mesurer la température de ce vide envoûtant.

Une fois de retour auprès d’Alice, il la questionne sur ce qui la fascinait tant.

— Je m’intéresse au rien, au vide absolu dont j’ai précisément noté sa température. Il reste parfaitement à zéro Kelvin.

— Désolé de te décevoir, belle laborantine de mon cœur, mais j’ai également pris sa température et elle ne valait pas zéro Kelvin.

Les deux appareils sont pourtant parfaitement calibrés et l’un ne donne pas la même température que l’autre. Alors qu’Alice lit un zéro absolu, donc l’inexistence de particules, la lecture non nulle de Bob signifie qu’il a détecté des particules dans ce même espace censé être entièrement vide.

L’un des deux a-t-il tort ? Non. Les deux amis ont raison, mais dans leur propre réalité qui s’avère être différente, car leur état par rapport à ce vide n’est pas identique.

Alice n’accélère pas, tandis que Bob est en accélération constante. Ce seul changement crée des réalités distinctes pour le même espace. Dans un cas, le vide est totalement vide et dans l’autre cas, des particules existent et ce, pour le même lieu physique.

La réalité n’est pas la même pour tout le monde et elle dépend de l’accélération de chacun.

Ce phénomène théorique se nomme « l’effet Unruh » du nom du Canadien à l’origine de sa formulation et elle se présente ainsi.

Ne fuyez pas encore ! Cette formule, pas si barbare qu’elle y parait, se simplifie pour devenir parfaitement compréhensible. Mises à part les lettres de la température (T) et de l’accélération (a), tous les autres symboles sont des constantes qui peuvent être ignorées pour comprendre la relation qu’entretiennent T et a. Et voici le résultat final.

En bref, la température (T) est proportionnelle à l’accélération (a).

Et pour expliquer la température non nulle que notre ami Bob a lue, son accélération de 1 G génère des particules dans ce vide, dans sa réalité propre, mais pas dans la réalité d’Alice qui est stationnaire. Ainsi, accélérer engendre une réalité distincte, une réalité différente de celle des autres.

L’effet Unruh n’a pas encore été détecté par l’expérience et ne le sera probablement jamais, puisque, vous pouvez vous en douter, il est d’une faiblesse extrême. Une accélération de 1 G n’engendre qu’une température de 4 x 10^-20 Kelvin.

Mais engendrer peu d’effets n’est pas synonyme de rien du tout. Ici, c’est le principe qui importe. Plus on progresse dans nos connaissances sur l’univers et plus sa réalité pure et dure se désagrège. Avec l’effet Unruh, elle devient variable et relative à chacun d’entre nous en fonction de notre accélération.

Et justement, en parlant d’accélération, on sait depuis Einstein qu’il n’y a aucune différence entre se promener en fusée qui accélère à 1 G et être attiré par la gravitation terrestre en gardant les pieds bien campés au sol.

Dépendant du lieu où nous sommes sur Terre, la force gravitationnelle varie légèrement en fonction de la distance nous séparant du centre de la Terre et de la densité du matériel sous nos pieds. On peut alors dire que la réalité est différente pour chacun d’entre nous.

Bienvenue dans ma réalité qui n’est pas la vôtre !

Heureusement, direz-vous !

Le mystère de l’observation

Publié 2020-01-262020-01-25 Par Mathis LeCorbot dans LeCorbot, Physique, Physique des particules, Quantique, Sciences de l'information, univers

En physique quantique, l’observation joue un rôle critique. Vous avez certainement entendu parler du chat de Schrödinger placé dans une boite dotée d’un mécanisme de désintégration radioactive qui, si elle survient, brise une fiole de gaz mortel. Si on laisse le chat dans la boite durant un temps équivalent à la demi-vie de l’atome radioactif, il a une chance sur deux de mourir.

D’ailleurs, je félicite ce physicien d’avoir placé un chat dans sa boite. Il partage certainement avec moi une aversion pour ces boules de poils volatilophages.

En physique quantique, le concept du chat miaulant à moitié s’interprète légèrement différemment. Il n’est plus simplement question de statistique du genre « soit l’un, soit l’autre », mais plutôt « moitié l’un et moitié l’autre ». Ainsi, le chat se trouve simultanément dans les états vivant et mort jusqu’à ce qu’un observateur ouvre la boite pour constater lequel des deux a préséance. Mais avant ce constat, le chat partage les deux états à parts égales.

Évidemment, Schrödinger a utilisé la métaphore du chat pour expliquer des phénomènes quantiques réels. À l’échelle macroscopique, à notre échelle, les phénomènes quantiques se sont depuis longtemps résorbés et jamais on ne pourra établir qu’un chat soit simultanément mi-mort mi-vivant. Toutefois, à l’échelle microscopique, la simultanéité de deux états doit être considérée comme exacte. Il ne s’agit pas simplement d’une image, mais de la stricte vérité.

Il faut cependant expliquer une différence fondamentale entre l’observation d’un chat et l’observation d’un photon, d’un électron ou d’un atome pour mieux comprendre la subtilité du phénomène quantique.

Dans notre monde quotidien, un bon observateur se doit de ne pas interagir avec son sujet d’étude s’il veut obtenir des données recevables. S’il perturbe le milieu observé, ses conclusions seront biaisées. En physique quantique, il est impossible d’observer sans perturber l’élément étudié. On ne peut pas connaitre les propriétés d’un photon ou d’un électron sans le faire interagir avec un instrument de mesure quelconque. Ainsi, l’observation quantique ne se contente pas d’observer à distance, elle perturbe violemment son sujet d’étude.

En fait, si on n’interagit pas avec une particule, elle semble rester totalement intangible et son existence ne devient réelle que lorsqu’il y a une observation. Einstein avait ce principe en horreur. Il disait : « Je ne peux pas croire que la Lune n’est pas là lorsque je ne la regarde pas ».

Cette façon de voir n’est pas correcte. On devrait plutôt penser de la sorte. Même si la Lune n’existe pas véritablement lorsqu’on ne l’observe pas, les informations la concernant sont, elles, bien réelles. Ainsi, notre astre continue de générer des marées même si personne ne l’observe puisque l’espace conserve toutes les informations concernant l’ensemble de ses particules.

Ainsi, que la Lune prenne forme et couleurs uniquement lorsqu’on la regarde, ça ne change rien puisque ses informations restent bien présentes. Elles sont simplement lues, ou pas.

Je vous propose de vous référer à un autre de mes articles concernant l’univers informatif. Il est plus facile de démystifier les bizarreries de la physique quantique lorsqu’on imagine un univers où tout n’est qu’informations plutôt qu’un univers constitué à la base de matières et d’ondes. Oui, matières et énergies finissent par émerger par une interaction ou par une observation. Cependant, leurs informations restent toujours tapies au plus profond de la trame spatiotemporelle et ce sont elles qui comptent véritablement au bout du compte.

Croire n’importe quoi

Publié 2019-02-15 Par Mathis LeCorbot dans Archéologie, Astronomie, Histoire, LeCorbot

Certains individus comparent Stonehenge au LHC le Large Hadron Collider du CERN. Le cercle de pierres des plaines agricoles anglaises serait un concentrateur d’énergies au même titre que son supposé successeur des temps modernes. Mis à part la forme circulaire des deux structures, rien ne les compare. Tant qu’à faire, construisez un cercle de dominos sur le plancher de votre salon et vous aurez un LHC miniature.

Le LHC n’est rien de moins que la machine la plus complexe jamais construite par l’humain. Son niveau technologique est si avancé qu’il a repoussé toutes nos compétences aux confins et au-delà de leurs limites dans tous ses domaines imaginables. Pour notre civilisation, il y avait avant le LHC et après le LHC.

Je serais étonné, c’est un euphémisme, que des cercles de pierres nues aient la capacité de concurrencer le travail que peut offrir une machine comme le LHC. L’écart entre les deux se compare à celui séparant un virus de l’humain.

On peut exprimer toutes les hypothèses qui nous passent par la tête si on le désire, mais sans le début du commencement de l’entame du soupçon d’une preuve, il est préférable de les reléguer aux oubliettes. Il ne suffit pas d’imaginer un truc pour qu’il devienne une vérité, ce que semblent oublier certains férus de théories basées sur des analogies simplistes.

Bien entendu, ces gens ne connaissent rien du LHC et en fin de compte, ils ne connaissent rien de Stonehenge non plus pour oser les comparer. Ils ne connaissent rien à l’astronomie, à la physique des particules, aux rites anciens, à la physique quantique, à l’histoire, etc., en bref, ces gens ignorent tous de quoi ils parlent. La majorité d’entre eux ne sont que de grandes gueules ignares des notions les plus élémentaires dans tous les domaines qu’ils osent aborder publiquement.

C’est facile à prouver. Il suffit d’écouter attentivement ce qu’ils ont à nous dire. En quelques minutes, ils auront réussi à tout confondre. Ils sont incapables de simplement nommer les objets et les concepts avec un degré de précision acceptable. Planète, étoile, équinoxe, solstice, pentagone, hexagone, atome, particule, masse, poids, force, énergie, etc., la liste de leurs erreurs et de leurs confusions s’allonge à l’infini. Alors, imaginez lorsqu’ils tentent d’expliquer des interactions simples ou complexes entre les éléments de leur vocabulaire erroné. Ça donne des perles pour lesquelles on finit rapidement par se lasser tellement elles reviennent fréquemment.

Dans toutes les sphères d’expertise, il est toujours préférable d’en connaitre suffisamment avant de vouloir faire la leçon. Ah, il existera toujours un auditoire pour écouter ces prédicateurs, les gens encore moins bien informés qui croient avoir affaire à des spécialistes, tout simplement parce qu’ils ont revêtu une vieille soutane.

Le plus triste, confrontés à admettre leurs erreurs, ces pseudo spécialistes ne se précipitent pas à la bibliothèque pour en apprendre davantage afin éviter de répéter leurs bourdes. Non, ils persistent et signent, preuve de leur petitesse, de leur inutilité, de leur toxicité.

J’ai pris l’exemple extrême de la comparaison entre le LHC et Stonehenge pour imager mes propos, parce qu’elle existe. Toutefois, bien d’autres sujets font l’objet d’une abominable et confuse relecture pavée d’aberrantes déclarations basées sur des arguments inexistants ou totalement incultes.

Le problème n’est pas d’imaginer des théories, même les plus étonnantes, cela constitue d’ailleurs le premier pas de toute bonne démarche scientifique. Le vrai problème survient juste après cette phase de libre pensée. Il faut ensuite imaginer comment il serait possible de prouver ou de réfuter ce qu’on avance. Voilà généralement où la sauce tourne, où le grand vide sidéral remplit la tête de ces gens et où leur démarche logique se termine.

Nous sommes tous des victimes potentielles de ces faux spécialistes, à moins de nous informer à partir de plusieurs sources variées. Nous ne pouvons pas tout connaitre, mais nous pouvons apprendre à débusquer les informations crédibles et à reconnaitre celles qui ne sont que de la poudre aux yeux.

Je me suis inventé une expression que j’utilise depuis plusieurs décennies. « Quand c’est trop beau pour être vrai… ben c’est trop beau pour être vrai ». Autrement dit, quand ça semble trop extraordinaire, c’est juste faux.

Penser l’Univers autrement — 2

Publié 2018-10-212018-10-20 Par Mathis LeCorbot dans Astronomie, Astrophysique, LeCorbot, Physique des particules, Quantique, relativité, Science, Sciences de l'information

Dans l’article précédent, j’entame une réflexion sur une vision radicalement nouvelle de l’Univers, soit un « Univers tramé informatif plurivalent (UTIP) ». Puisque cet article se veut la suite, je vous recommande la lecture du premier volet.

Démystification des bizarreries quantiques

Mon Univers informatif tramé et plurivalent expliquerait les sauts quantiques des électrons et leurs orbitales, la non-localité et tout un tas de concepts quantiques difficilement compréhensibles et acceptables dont ceux reliés à la mesure. L’expérience des fentes de Young n’aurait plus rien d’incompréhensible ou de mystérieux.

Décohérence quantique

Ce qu’on nomme la décohérence quantique n’est en fait que la matérialisation de l’information causée par un impact, une mesure, une commande spécifique ou un algorithme traitant un lot d’informations contenues dans plusieurs mailles et qui considère qu’une particule ou un groupe de particules prendra forme à cet endroit de l’espace-temps.

Intrication quantique

Ce phénomène si combattu par Einstein, mais maintes fois prouvé, connait avec ma théorie une fin heureuse pour ce cher homme, ou à tout le moins une explication qu’il aurait pu accepter.

Lors de l’émission de deux photons intriqués, on sait qu’on émet de l’information et non pas les photons eux-mêmes. Cette information se transporte à travers la trame à vitesse causale c (vitesse de la lumière). Lorsqu’il y a détection d’une caractéristique comme le spin d’un des deux photons, l’information sur le spin du deuxième photon intriqué est déjà rendue là où on va le matérialiser. L’intrication quantique ne viole donc aucunement la loi de la causalité.

Augmentation de la masse avec l’augmentation de la vitesse

Ce phénomène relativiste imaginé et calculé par Einstein se comprend assez bien avec l’Univers UTIP. On remarque dans notre monde que la masse d’une particule augmente avec sa vitesse jusqu’à valoir l’infini ∞ si on la pousse à atteindre la vitesse limite de causalité c.

Or ce comportement s’explique en considérant qu’une information requerra un nombre plus important de mailles pour être transmise plus rapidement afin de ne pas saturer la capacité des mailles d’espace-temps et ainsi de corrompre ou de perdre cette information. L’usage de plus de mailles par unité de temps équivaut exactement à une plus grande quantité d’information fixe, donc à une plus grande masse.

La gravitation

On peut même comprendre les effets cosmologiques comme la déformation graduelle de l’espace-temps lorsque la quantité de matière (d’informations) augmente. Si on considère que les mailles gardent toujours les mêmes dimensions, il faut donc accepter que ces déformations soient de l’espace-temps supplémentaire créé pour aider à supporter le poids grandissant des informations transportées sur la trame et non pas un étirement de ces mailles comme le montrent souvent les représentations de la gravitation de la relativité générale.

Si la masse n’est plus qu’une information inscrite dans des paquets qui se meuvent plus ou moins rapidement sur la trame et qu’elle crée sur son passage des mailles d’espace-temps supplémentaires, il faut donc accepter que la gravitation qu’exerce une masse sur une autre représente simplement la propension de l’information à trouver le maximum de mailles d’espace-temps d’informations et à s’en rapprocher afin d’en utiliser une certaine quantité à son propre profit.

Une masse importante crée une grande quantité de mailles d’espace-temps vierges d’informations qui deviennent disponibles pour cette même masse d’information, mais également pour tout paquet d’information passant à proximité. Cela exerce sur ce paquet un attrait à se rapprocher de ces mailles supplémentaires, car chaque paquet d’information est conçu de telle façon à rechercher le chemin le plus susceptible de le transporter efficacement, donc à trouver le chemin où existent le plus de mailles.

Les trous noirs

Les trous noirs correspondent simplement à des endroits où le nombre de mailles à créer dépasse la capacité de la trame d’espace-temps. L’information transportée est alors piégée au sein d’une certaine quantité de mailles qui perdent leur capacité de générer des particules à cause de leur impossibilité de résoudre les équations à partir d’informations incomplètes au sein de chacune des mailles.

Un trou noir, c’est un disque dur d’ordinateur au catalogue corrompu à cause d’une quantité trop grande d’informations. Les infos inscrites dans ces mailles sont irrémédiablement piégées.

L’expansion de l’Univers

On peut expliquer l’expansion de l’Univers par son besoin de transporter de plus en plus d’informations. Ce gonflement ne se produit pas sur les rebords de l’Univers, mais partout dans l’espace, créant des mailles supplémentaires capables de relayer toujours plus d’informations.

Cette création se produit à partir de ce qu’on nomme aujourd’hui l’énergie sombre ou noire, une énergie potentielle capable de générer des mailles d’espace-temps à un rythme défini par la quantité d’information à transmettre afin d’éviter la saturation des mailles, le piégeage des infos et ainsi la production de trous noirs intempestifs.

Conclusion

Voilà en résumé comment un monde basé sur un transport d’informations sur des particules plutôt que sur le transport des particules elles-mêmes permettrait de comprendre et de lier la physique quantique et la physique cosmologique en une seule vision cohérente de notre Univers.

Il reste tellement à écrire sur ce type d’Univers et de choses à expliquer, mais je suis sincèrement convaincu que cette vision permet de réconcilier une fois pour toutes les deux pans apparemment incompatibles de notre physique moderne.

Je poursuivrai mes réflexions sur mon « Univers tramé informatif plurivalent » (UTIP) dans d’autres articles qui seront répartis parmi beaucoup d’autres sujets de préoccupations. Restez à l’affût en vous abonnant.

Penser l’Univers autrement — 1

Publié 2018-10-202018-10-19 Par Mathis LeCorbot dans Astronomie, Astrophysique, Cosmologie, LeCorbot, Physique, Physique des particules, Quantique, relativité, Science, Sciences de l'information

Je consacre deux articles se voulant un essai sur ce que je nomme un « Univers tramé informatif plurivalent (UTIP) ». Ne paniquez pas, ce terme s’explique assez facilement en commençant par le début et en gravissant une marche à la fois. Un lien peut être fait entre cet article et l’Univers simulé que je décrit dans un article à lire ici.

L’intemporalité du photon abordé dans un précédent article semble nous ouvrir une porte vers une vision radicalement différente de notre Univers. Je vous recommande de le lire si ce n’est déjà fait. Dans le présent article, j’utilise préférentiellement le photon comme exemple, mais le concept s’applique à n’importe quelle particule élémentaire massive ou non.

Création d’un photon

L’intemporalité photonique expliquerait sa non-localité, mais aussi la non-localité de toutes les particules massives ou non. Si un grain de lumière peut se retrouver n’importe où en un temps (personnel) nul, se pourrait-il qu’il soit déjà (potentiellement) partout ?

Alors, plutôt que de considérer le photon comme une particule ou une onde qui voyage dans l’espace-temps, regardons l’Univers comme un champ de potentiel énergétique emplissant déjà tout l’espace possible. En d’autres termes, l’espace possède déjà la capacité de créer un photon n’importe où, il suffit de lui dire où et quand le faire. L’espace contient la recette, les ingrédients et les ustensiles pour créer des photons, peu importent l’endroit et le temps (espace-temps). Il en va de même avec toutes les particules contenues dans le bestiaire de la physique.

Le processus fondamental

Une fois émis par une quelconque étoile sise aux confins du cosmos, le photon, ou en fait des informations le concernant se mettent à voyager dans la trame d’espace-temps. En soi, le photon ne voyage absolument pas et n’a pas à le faire. Ce sont ses papiers d’identité qui le font à sa place.

Il est impossible pour nous de le détecter tant que ses papiers d’identité ne nous parviennent pas via la trame de l’espace-temps et ceux-ci prennent un certain temps pour nous parvenir. Cette vitesse de transmission des informations concernant le photon émis par l’étoile peut se nommer la vitesse de la lumière, la vitesse limite, la vitesse de causalité ou la vitesse de transmission des informations le long de la trame informative, choisissez le terme qui vous convient le mieux, tous s’équivalent.

L’information

Je reviens donc à mon article sur l’information, que tout est information. Ici, je pousse le concept encore plus loin en considérant que les voyageurs dans l’espace ne sont pas les particules elles-mêmes, mais seulement l’information sur ces particules qui se meuvent à différentes vitesses selon le « poids » des informations à transmettre, correspondant en fait à leur masse.

Avec nos ordinateurs, on comprend très bien le concept de « poids » de nos documents et la vitesse avec laquelle nous pouvons les relayer d’un stockage à un autre. La masse des particules pourrait se comparer à un document informatique plus ou moins lourd, donc plus ou moins rapide à transférer.

Dualité onde – particule

Cette notion perd un peu de réalité sans toutefois s’inscrire en faux. En considérant que tout n’est qu’informations, cette dualité n’est que la représentation d’un lot d’informations avant et après leur matérialisation.

La masse

Si l’Univers n’est qu’informations, ce que nous nommons la masse des particules est ni plus ni moins que le bagage informatif maximal transportable par cette masse d’informations regroupées dans un seul et même « paquet ». À chaque paquet de différentes valeurs correspond ce que nous nommons une particule de différente masse. La masse nulle du photon explique sa vitesse supérieure et maximale. Car au-delà de l’information contenue dans de la masse, il existe également d’autres informations de base portées par un photon, ne serait-ce que sa quantité de mouvement, son spin et son identité. Ainsi, transmettre quelques informations sur une trame conçue à cet effet, une trame d’espace-temps comme celle décrite dans la théorie de la gravitation quantique à boucles, exige une consommation de ressources temporelles, raison de la vitesse maximale, mais non infinie de la lumière malgré sa masse nulle.

Des mailles d’espace tridimensionnelles

La trame de l’espace est composée de mailles volumiques valant chacune un « volume de Planck ». Ce volume indivisible et minimaliste serait capable de transmettre l’information d’un photon à ses mailles adjacentes à une vitesse phénoménale, je vous le donne en mille, le temps de Planck.

Les mailles tridimensionnelles de l’espace sont si incroyablement fines qu’il nous est bien difficile d’en imaginer la quantité comprise dans un simple dé à jouer. 10⁹⁸ mailles par cm³. C’est bien plus que le nombre total d’atomes dans tout l’Univers estimé à 10⁸⁰.

Temps, vitesse de transmission et retard

Quant au temps de Planck, c’est le plus petit atome de temps. Il équivaut à 5 x 10^-44 seconde. En fait, ce temps est déduit de la vitesse de la lumière lors du passage de l’information d’un photon d’une maille spatiotemporelle à l’autre.

L’information d’un photon qui se transporte d’une maille à l’autre s’effectue à la vitesse limite, elle n’accumule donc aucun retard de transmission. C’est pourquoi un photon semble intemporel. Son temps propre équivaut au retard accumulé de maille en maille. Puisqu’il n’y a aucun retard, il ne possède aucun temps propre, il est donc intemporel.

L’information d’une particule possédant une masse accumule des retards de transmission de maille en maille, l’empêchant d’atteindre la vitesse maximale.

Création des particules

Voilà le cœur du sujet et de mon idée d’une trame spatiotemporelle plurivalente. Chaque maille de l’espace-temps possède la capacité de faire apparaitre n’importe laquelle des particules à partir de l’énergie intrinsèque de chacune des mailles qui s’avère être l’énergie du vide. Il lui suffit de recevoir l’information sur sa nature et ses caractéristiques transmises sur la trame ainsi que la commande de la rendre réelle, de la créer. Cette commande provient de ce qu’on nomme la détection, la mesure, l’interaction entre elle et une autre particule déjà passée de l’état virtuel à l’état matériel.

J’utilise le terme d’Univers plurivalent pour désigner sa capacité intrinsèque à créer n’importe quelle particule élémentaire à n’importe quel endroit de sa trame.

De cette façon, les particules ne se déplacent jamais dans l’espace-temps, même si on croit voir qu’elles le font. Ce sont ses caractéristiques qui sont transmises de maille en maille et celles-ci obtiennent ou non la commande de la générer. Sans cette commande, la particule reste à l’état virtuel d’information non traitée. Alors on la considère comme virtuelle ou délocalisée. En la détectant, la trame d’espace-temps résout les équations en utilisant les paramètres contenus dans le paquet d’information transmis et génère la particule correspondante.

Le prochain article continuera de relier ma théorie UTIP aux phénomènes physiques connus, tant ceux liés à la physique quantique que ceux traitant de relativité générale.

Quand les physiciens s’excitent

Publié 2018-10-032018-10-02 Par Mathis LeCorbot dans Astrophysique, LeCorbot, Physique des particules, Science

ANITA est un instrument scientifique installé en Antarctique destiné à détecter des particules provenant des rayons cosmiques. Il est spécifiquement conçu pour chasser des rayonnements spatiaux extra-atmosphériques. La communauté des physiciens spécialisés dans les hautes énergies, dont celles concernant les neutrinos, fut prise d’une grande excitation quand l’instrument a détecté des particules qui ont semblé provenir de la terre plutôt que de l’espace. Puisque les rayonnements connus ne devraient pas rebondir, les scientifiques ont commencé à se demander si ces faisceaux mystérieux sont faits de particules inconnues jusqu’à présent, donc en dehors du modèle standard.

ANITA

Depuis les premières observations en 2016, les scientifiques ont émis plusieurs hypothèses, dont celles des neutrinos stériles ou d’une distribution atypique de matière noire au sein de la Terre. Cependant, des hypothèses plus conventionnelles n’étaient pas toutes écartées pour autant.

Cela vient de changer. Un récent article scientifique (26 septembre 2018) provenant du Penn State University vient de montrer les données colligées des deux détecteurs de particules installés en Antarctique, ANITA et Ice Cube et leurs conclusions ont fait sursauter l’ensemble de la communauté scientifique. Si leur conclusion est valide, il n’y aurait qu’une seule chance sur 3,5 millions que les particules détectées par les deux appareils fassent partie du bestiaire du modèle standard des particules fondamentales actuellement accepté. C’est un niveau de confiance valant entre 5,8 et 7 sigma en fonction des calculs choisis, 5 étant le minimum pour confirmer une nouvelle découverte.

Ice Cube

Les deux équipes de chercheurs ignorent toujours si ces particules sont l’une de celles actuellement prédites par des théories alternatives ou complémentaires. Quoi qu’il en soit, cette découverte était grandement attendue puisque le modèle standard a toujours été considéré comme une œuvre incomplète du fait qu’il ne dit absolument rien sur la gravitation ni sur la matière noire ni sur l’énergie noire, des phénomènes observables qu’on ne peut laisser de côté.

Simulation du réseau de détecteurs sous-glaciaire de Ice Cube

Mais pourquoi ces détections n’ont-elles lieu qu’en Antarctique alors qu’il existe tout un tas de détecteurs ailleurs dans le monde ? Les rayons cosmiques moins freinés par le champ électromagnétique de la Terre à cet endroit transportent des énergies impossibles à générer avec des appareils sur Terre et même par le plus puissant d’entre eux, le LHC. En analysant les comportements de ces particules cosmiques hyper énergétiques, on accède à tout un nouveau pan de la physique. Pour l’instant, le mystère plane sur la nature précise de ces particules.

Pour ma part, je reste un peu sceptique. Les Américains nous ont prouvé avec l’expérience 2MASS qu’ils peuvent rapidement tirer des conclusions infondées. C’est comme s’ils étaient frustrés que les spots des découvertes scientifiques ne les illuminent plus et ils les recherchent à tout prix. Ils n’ont qu’à demander à leur gouvernement de mettre moins d’argent dans la guerre et plus en recherche. Connaissant leur président, ce serait chose facile, non ?

Trois générations

Publié 2018-06-25 Par Mathis LeCorbot dans LeCorbot, Physique, Physique des particules, Science

La Nature s’avère économe, elle préfère les processus utilisant moins d’énergie, préfère les états stables de moindres niveaux. La Nature peut également se montrer généreuse, parfois sans raison apparente, surtout pour disséminer les aigrettes des pissenlits. Mais qui sommes-nous pour la juger alors que nous ne connaissons presque rien de ses modes opératoires ?

Cependant, on oserait croire que certains de ses mystères aient une raison valable d’exister et que celle-ci finisse par nous être connue. Par exemple, l’existence de trois générations de particules élémentaires nous dépasse totalement. Mais commençons par le début, par la première génération de particules, celle de tous les jours.

Toute la matière de l’Univers est composée de quatre particules fondamentales appelées fermions. On compte deux leptons et deux quarks. Nous connaissons très bien le premier lepton qui régit toutes les réactions chimiques, il s’agit de l’électron. Le second lepton est beaucoup moins connu, il est électriquement neutre, possède une masse extrêmement faible et ne réagit que très rarement avec le reste de la matière, c’est le neutrino. Quant aux deux quarks, ils se regroupent trois par trois pour composer les protons et les neutrons, ce sont les quarks up et down. On compte deux quarks up et un down dans le proton, un up et deux down dans le neutron.

Voilà, c’est tout. Vous connaissez toutes les particules élémentaires de la matière qui nous entoure. Quatre particules réellement indivisibles (à ce qu’on sait) créent tout le reste, à commencer par les 118 éléments chimiques. Selon l’état actuel de nos connaissances, la Nature aurait très bien pu s’arrêter là, mais la réalité diffère de ce scénario minimaliste et on ne se l’explique toujours pas.

Il existe deux générations supplémentaires de particules élémentaires imitant la principale dans sa forme et sa nature. Elles se différencient par les masses qui se situent bien au-delà, des centaines, des milliers, voire des centaines de milliers de fois plus importantes, mais personne ne comprend le rôle que jouent ces deux générations supplémentaires de particules puisqu’elles ne peuvent persister à l’état naturel.

Gageons que derrière ce bestiaire plus important que prévu de particules élémentaires existe une raison fondamentale qui nous échappe encore, une raison qui engendrerait un monde bien différent sans elles, une raison qui nous enlèverait probablement toutes chances d’exister.

Il suffit maintenant de comprendre cette Nature pour encore mieux apprécier comment elle est parfaitement réglée pour favoriser l’émergence de la vie et lui permettre d’évoluer.

Notez que les particules présentées dans cet article se limitent aux fermions, les particules de matière. Il existe une autre série de particules nommée bosons dont le plus connu est le photon. Cependant, il n’existe pas de générations de bosons, seulement des bosons différents. Vous avez probablement entendu parler du boson de Higgs, le dernier à avoir été découvert.

L’effet tunnel

Publié 2018-06-22 Par Mathis LeCorbot dans LeCorbot, Physique, Quantique, Technologie

Ne pensez pas à une expérience de mort imminente. L’effet tunnel dont je veux vous parler est quantique. Oui, je sais, c’est de la physique, mais il n’est pas nécessaire de la craindre puisque celle-ci fait bien partie de nos existences.

D’emblée, je m’inscris en faux face à la métaphore du tunnel puisque celle-ci crée une mésinterprétation de cet effet. Rappelez-vous plutôt la représentation du potentiel de Diablo dans la série des X-Men. Il donne en partie un meilleur aperçu du phénomène, mais là encore avec des imprécisions.

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Prenez une personne normale devant une enceinte faite de briques de trois mètres de hauteur et demandez-lui d’atteindre l’intérieur du périmètre. L’individu aura beau tourner autour, le mur reste partout présent, l’empêchant de se rendre de l’autre côté puisqu’il ne possède pas le potentiel nécessaire pour franchir cette hauteur.

En physique quantique, une particule, c’est aussi une onde. Il n’est donc pas impossible pour celle-ci de se retrouver au-delà d’une barrière sans avoir eu à la traverser puisque son existence est « étalée » à certains moments et peut reprendre des attributs particulaires à d’autres.

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Lorsque sa présence est étalée et que la particule se comporte comme une onde, la barrière, une bande interdite, n’apparait plus comme étant infranchissable puisqu’on peut dire qu’une partie d’elle-même se trouve déjà au-delà de cet obstacle. Si la particule se cristallise dans la portion où elle existe potentiellement de l’autre côté du mur, elle aura donné l’impression d’avoir franchi ce mur.

En fait, le corpuscule ne « traverse » jamais l’obstacle, dans le sens où on l’entend normalement, qui reste infranchissable. Elle n’a pas suivi un trajet entre l’extérieur et l’intérieur de l’enceinte. Elle se retrouve simplement évanescente, avec une probabilité de se cristalliser dans une portion d’espace beaucoup moins probable, mais non nulle qui se trouve au-delà de la barrière se dressant devant elle.

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Utilisez un nombre phénoménal de particules élémentaires s’entassant devant un mur, aussi haut soit-il, une quantité non négligeable de celles-ci franchiront l’obstacle parce que leur mode d’existence l’autorise.

Mais à quoi peut bien servir cet effet tunnel ? Un seul exemple, il en existe des centaines. Dans tout appareil électronique se trouve un système permettant de maintenir une tension électrique continue, fixe et stable. C’est la partie « alimentation ». Cette tension est souvent obtenue à partir d’une diode dont ses propriétés « tunnel » ont été accrues par un dosage d’impuretés chimiques. On l’appelle « diode Zener ». Il reste ensuite à amplifier sa puissance pour alimenter tout un appareil, comme un téléphone intelligent, en tension stable qu’une batterie seule ne possède pas.

Voilà comment la physique quantique existe en permanence au bout de nos doigts et n’est pas qu’une curiosité « métaphysique » seulement utile à rendre les esprits tordus et illogiques, malgré ses aspects tordus et illogiques.

Défauts inhérents à la téléportation

Publié 2018-06-072018-06-08 Par Mathis LeCorbot dans LeCorbot, Physique, Physique des particules, Quantique, Science, Sciences de l'information

En physique, on considère que l’information est soumise aux lois de la théorie quantique. Elle est donc soumise à un principe fondamental de cette théorie qui est l’incertitude.

Pour rappeler ce qu’est le principe d’incertitude — ou d’indétermination — de Heisenberg, il stipule qu’il est impossible de connaitre avec une précision absolue deux propriétés complémentaires d’un même système quantique comme, par exemple, la vitesse et la position. Et quand j’écris impossible, ce n’est pas une figure de style, c’est une vérité absolue et incontournable.

Il est donc impossible de cloner une particule élémentaire à cause de cette imprécision systémique. On peut la copier avec un certain degré de précision qui ne sera jamais parfait.

Ce concept fait en sorte que si un jour vous étiez téléporté, votre copie ne serait pas un clone de vous-même, mais une copie quelconque ayant la fiabilité relative à la précision des mesures que le système de téléportation aurait pu prendre de tous vos constituants.

L’autre problème de la téléportation est le concept de la destruction de l’original. On imagine souvent la téléportation comme un système de transport. C’est totalement faux. Les corps ne voyagent pas d’un endroit à un autre.

Les informations de chacune de vos particules composant votre corps sont lues par un scanner qui les détruit durant ce processus. Le système emmagasine les informations pour ensuite les transporter d’un point à un autre par un moyen classique de transmission d’informations pour ensuite reconstituer un corps à destination à partir de la matière environnante.

Les informations de chacun de vos plus petits constituants sont donc copiées plus ou moins précisément, mais jamais totalement ni parfaitement. Imaginez alors la téléportation comme une tentative de reconstitution d’un original à partir d’une photocopie.

Tout le monde a déjà photocopié une photocopie d’une photocopie avec le résultat qu’on connait. La téléportation nous assure qu’il ne pourra jamais en être autrement. Jamais un original ne restera un parfait original une fois la téléportation effectuée, même avec le plus parfait des systèmes mis en place.

Alors, cessez de fantasmer sur le capitaine Kirk. Avoir été téléporté un nombre aussi impressionnant de fois, aujourd’hui vous ressembleriez probablement plus à un blob qu’à un humain.

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ANITA

Ice Cube

Simulation du réseau de détecteurs sous-glaciaire de Ice Cube

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