subatomique

Il est actuellement très improbable que les éléments chimiques encore indivisibles soient des substances absolument irréductibles. Il semble plutôt que les atomes des éléments ne soient pas les constituants finaux, mais seulement les constituants immédiats des molécules des éléments et des composés - la molécule étant la première division de la matière, les atomes étant considérés comme le second ordre, à leur tour constitués de particules de matière d'un troisième ordre plus élevé.

(Spéculant en 1870 sur l'existence de particules subatomiques, dans la remarque d'ouverture de l'article par lequel il s'est imposé comme co-découvreur de la loi périodique).

Auteur: Meyer Julius Lothar

Info: 'Die Natur der chemischen Elemente als Function ihrer Atomgewichte' ('The Nature of the Chemical Elements as a Function of their Atomic Weight'), Annalen der Chemie (1870), supp. b, 354. Original German paper reprinted in Lothar Meyer and Dmitry Ivanovich Mendeleyev, Das natürliche System der chemischen Elemente: Abhandlungen (1895), 9

big bang

Nous n'avons actuellement le choix qu'entre deux types de physique, la physique classique et la physique quantique, et la physique classique, comme le note Alex Vilenkin, "ne parvient pas à décrire le commencement de l'univers". Cette défaillance est clairement signalée par le fait que la relativité générale invoque une singularité au temps zéro, c'est-à-dire que ses équations produisent des infinités et ne peuvent produire aucun résultat significatif. Roger Penrose et un jeune Stephen Hawking l'ont prouvé en 1970, par des théorèmes démontrant que si la gravitation est toujours attractive et si l'univers a une densité de matière semblable à celle que nous observons, alors il doit y avoir eu une singularité au début des temps. Il nous reste donc la cosmologie quantique - la tentative d'appliquer à l'univers tout entier les préceptes quantiques, utilisés auparavant pour étudier les particules et les champs subatomiques.

Auteur: Ferris Timothy

Info: The Whole Shebang: A State-of-the Universe’s Report. The Origin of the Universe (p. 249) Simon & Schuster. New York, New York, USA. 1996

[ cul-de-sac ] [ impasse ]

solipsismes orthogonaux

Le monde sous jacent, bytié, neutre... mystère d'où nous surgissons... est nécessairement insaisissable et indéterministe.

Prérequis indispensable pour permettre l'apparition de nous autres, idiosyncrates singuliers... dotés de libre arbitre.

Si le mystère créateur qui nous fait exister était totalement déterministe cette liberté, ou marge de manoeuvre de chacun d'entre nous, ne serait pas possible.

Conséquence, même si la source est véritablement neutre et donc déterministe, ce qui est manifesté, la réalité - priméité, réel, univers commun, etc. - ne pourra jamais générer un cosmos anthropique totalement consensuel dans la mesure où chaque émergence-singularité biologique dont nous sommes un exemplaire, étant miroir-original-unique de son environnement (un peu comme un flocon de neige), ne peut témoigner autrement de ce réel admis qu'en le modifiant, plus ou moins légèrement, par une diffraction qui marque son individualité. 

C'est peut-être en ce sens que la recherche du consensus scientifique absolu, sur lequel semblent butter bien des quêtes de théoriciens quantiques, ressemblera pour bien longtemps encore à un cul-de-sac. 

Il se pourrait que pour en sortir une nouvelle approche spirituelle (sur base d'égoïsmes métaphysiques ?) soit nécessaire.

Auteur: Mg

Info: 23 mai 2023

[ spéculation ] [ perspectivisme ] [ non subatomique ] [ autonomie personnelle ] [ croyance propre ]

univers-bloc

Bohm pense que c'est pareil à notre propre niveau d'existence. L'espace n'est pas vide. Il est plein, en opposition à notre idée du vide, et il constitue le fondement de l'existence de tout, y compris de nous-mêmes. L'univers n'est pas séparé de cette mer cosmique d'énergie, il est une ondulation à sa surface, le "modèle d'une dynamique" relativement petit au sein d'un océan inimaginablement vaste. "Ce modèle est relativement autonome et donne lieu à des projections relativement répétitives, stables et distinctes dans un ordre de manifestation tridimensionnel", déclare Bohm. 

En d'autres termes, malgré son apparente matérialité et sa taille gigantesque, l'univers n'existe pas en soi, mais est l'enfant de quelque chose de beaucoup plus vaste et ineffable. Plus encore, il n'est même pas une production majeure de ce quelque chose de plus vaste, mais seulement une ombre passagère, un simple hoquet dans le grand schéma des choses. Cette mer infinie d'énergie n'est pas la totalité de ce qui est enveloppé dans l'ordre implicite. Parce que l'ordre implicite est le fondement qui a donné naissance à tout ce qui existe dans notre univers, il contient aussi, au minimum, chaque particule subatomique qui a été ou sera ; chaque configuration de matière, d'énergie, de vie et de conscience qui est possible, des quasars au cerveau de Shakespeare, de la double hélice aux forces qui contrôlent la taille et la forme des galaxies. Et même cela n'est pas tout ce qu'elle peut contenir. Bohm concède qu'il n'y a aucune raison de croire que l'ordre implicite est la fin des choses. Il peut y avoir d'autres ordres insoupçonnés au-delà, des étapes infinies de développement ultérieur."

Auteur: Talbot Michael Coleman

Info:

[ multivers ] [ niveaux vibratoires ]

acausalité

Selon lui, la relation entre particule et onde quantique ressemble davantage à un navire en pilotage automatique guidé par des ondes radar. Une onde quantique ne pousse pas un électron, pas plus qu'une onde radar ne pousse un navire. Elle fournit plutôt à l'électron des informations sur son environnement, que l'électron utilise ensuite pour manœuvrer par lui-même. En d'autres termes, Bohm pense qu'un électron n'est pas seulement un esprit, mais aussi une entité hautement complexe, ce qui est loin de l'opinion standard selon laquelle un électron est un simple point sans structure. L'utilisation active de l'information par les électrons, et en réalité par toutes les particules subatomiques, indique que la capacité à répondre au sens est une caractéristique non seulement de la conscience mais aussi de toute matière. C'est ce point commun intrinsèque, selon Bohm, qui offre une explication possible de la PK. Il déclare : "Sur cette base, la psychokinésie pourrait survenir si les processus mentaux d'une ou plusieurs personnes se concentraient sur des significations en harmonie avec celles qui guident les processus de base des systèmes matériels dans lesquels cette psychokinésie devait être provoquée." Il est important de noter que ce type de psychokinésie ne serait pas dû à un processus causal, c'est-à-dire à une relation de cause à effet impliquant l'une des forces connues en physique. Elle serait plutôt le résultat d'une sorte de "résonance de sens" non locale, ou d'une sorte d'interaction non locale similaire, mais pas identique, à l'interconnexion non locale qui permet à une paire de photons jumeaux de manifester le même angle de polarisation, comme nous l'avons vu au chapitre 2 (pour des raisons techniques, Bohm pense que la simple non-localité quantique ne peut expliquer ni la PK ni la télépathie, et que seule une forme plus profonde de non-localité, une sorte de "super" non-localité, offrirait une telle explication)".

Auteur: Talbot Michael Coleman

Info: L'univers holographique

[ paranormal ] [ hypothèse ]

idiome définitif

Tegmark soutient que "notre univers n'est pas seulement décrit par les mathématiques - il est les mathématiques" [c'est nous qui soulignons]. Son argumentation part de l'hypothèse peu controversée de l'existence d'une réalité physique externe indépendante des êtres humains. Il examine ensuite ce que pourrait être la nature de la théorie ultime d'une telle réalité (ce que les physiciens appellent la "théorie du tout"). Puisque ce monde physique est entièrement indépendant des humains, soutient Tegmark, sa description doit être exempte de tout "bagage" humain (par exemple, le langage des hommes en particulier). En d'autres termes, la théorie finale ne peut inclure aucun concept tel que "particules subatomiques", "cordes vibrantes", "espace-temps déformé" ou autres constructions conçues par l'homme. À partir de cette intuition présumée, Tegmark conclut que la seule description possible du cosmos est celle qui n'implique que des concepts abstraits et des relations entre eux, ce qu'il considère comme la définition pratique des mathématiques.

(...)

Malheureusement, je ne trouve pas que le raisonnement de Tegmark soit extrêmement convaincant. Le saut de l'existence d'une réalité extérieure (indépendante de l'homme) à la conclusion que, selon les mots de Tegmark, "Vous devez croire en ce que j'appelle l'hypothèse de l'univers mathématique : que notre réalité physique est une structure mathématique", implique, à mon avis, un tour de passe-passe. Lorsque Tegmark tente de caractériser ce que sont réellement les mathématiques, il dit : "Pour un logicien moderne, une structure mathématique est précisément ceci : un ensemble d'entités abstraites avec des relations entre elles." Mais ce logicien moderne est humain ! En d'autres termes, Tegmark ne prouve jamais vraiment que nos mathématiques ne sont pas inventées par les humains ; il le suppose simplement. De plus, comme l'a souligné le neurobiologiste français Jean-Pierre Changeux en réponse à une affirmation similaire : "Prétendre à une réalité physique des objets mathématiques, sur un plan comparable à celui des phénomènes naturels que nous étudions en biologie, nous pose, semble-t-il, un problème épistémologique préoccupant."

Auteur: Livio Mario

Info: Dieu est-il un mathématicien ?

[ codage dernier ] [ physicien-sur-physicien ] [ programme de langlands ]

nano-monde

Quelle est cette physique inconnue soulevée par le LHC ?

Une équipe internationale de chercheurs a observé pour la première fois une forme de désintégration inédite du boson de Higgs, jetant un éclairage nouveau sur les mystères de l'Univers et suggérant l'existence de phénomènes physiques encore inexplorés. Cette découverte, fruit de l'analyse de données recueillies lors des collisions de protons au Grand Collisionneur de Hadrons (LHC) du CERN, marque un pas de géant dans notre compréhension du monde subatomique.

Le boson de Higgs, une particule élémentaire prédite dans les années 1960 et découverte avec certitude en 2012, joue un rôle crucial dans le Modèle standard de la physique des particules. Il est associé à un champ, omniprésent dans l'Univers, qui confère leur masse aux autres particules. Sa capacité à interagir avec diverses particules et champs avait été mesurée avec précision, confirmant les prédictions jusqu'à présent.

L'observation récente concerne une désintégration du boson de Higgs en un photon, ou quantum de lumière, et un boson Z, une particule sans charge électrique impliquée dans la transmission de la force faible, l'une des quatre forces fondamentales de l'Univers. Selon la théorie, ce processus est extrêmement rare, survenant environ 15 fois sur 10 000 désintégrations. Toutefois, les données recueillies par les collaborations ATLAS et CMS montrent un taux de désintégration supérieur, à 34 occurrences pour 10 000, ce qui soulève des questions sur la possibilité de nouvelles particules ou forces au-delà du Modèle standard.

Cette différence notable par rapport aux prédictions théoriques, bien qu'encore insuffisante pour exclure une fluctuation statistique, suggère la possibilité d'une nouvelle physique. Elle ouvre notamment la porte à des théories telles que la supersymétrie, qui propose une relation entre les particules de demi-spin et de spin entier, offrant des réponses potentielles à certaines des grandes énigmes de la physique, comme la nature de la matière noire et l'énorme écart entre les forces faible et gravitationnelle.

La détection de cette désintégration a nécessité une analyse minutieuse des résultats des collisions de protons au LHC, où les scientifiques ont dû compenser l'incapacité à observer directement le boson Z en mesurant l'énergie des électrons ou des muons produits lors de sa désintégration. Cette prouesse technique souligne l'extraordinaire précision avec laquelle les physiciens peuvent aujourd'hui tester les fondements de notre compréhension de l'Univers.

Les chercheurs se tournent désormais vers l'avenir, avec l'anticipation de données encore plus précises provenant de la prochaine phase du LHC et du futur Grand Collisionneur de Hadrons à haute luminosité, promettant des découvertes sur la structure fondamentale de la matière.

 

Auteur: Internet

Info: https://www.techno-science.net/,  Adrien le 18/02/2024, Source: Physical Review Letters

[ physique fondamentale ] [ infra-monde ]

nano-monde

Un nouvel état exotique de la matière
En créant des atomes dans des atomes, une recherche marque le début d'une nouvelle ère de la physique quantique.

Essentiels aux propriétés de la matière, les atomes sont largement connus comme les blocs de construction de l'univers. Si vous avez toujours en tête vos cours de sciences du lycée, vous vous souvenez peut-être que les atomes sont constitués de protons chargés positivement, de neutrons neutres et d'électrons chargés négativement. Mais il y a beaucoup d'espace laissé libre entre ces particules subatomiques.

Les électrons évoluent généralement en orbite autour de leur noyau atomique. Puisque ces blocs de construction peuvent être emplis de tant de vide, une équipe de scientifiques de l'Université de Technologie de Vienne et de l'Université d'Harvard a voulu savoir s'il était possible de combler ce vide avec d'autres atomes.

LES ATOMES DE RYDBERG
En physique quantique, les scientifiques peuvent créer des atomes de Rydberg, l'état excité d'un atome, possédant un ou plusieurs électrons en orbite loin du noyau et dont le nombre quantique principal n (numéro de la couche) est très élevé.

"La distance moyenne entre l'électron et son noyau peut être aussi grande que plusieurs centaines de nanomètres, soit plus de 1000 fois le rayon d'un atome d'hydrogène," a indiqué Jochim Burgdörfer, directeur de l'Institut de physique théorique de l'Université de technologie de Vienne.

Dans cette nouvelle étude publiée dans Physical Review Letters, les chercheurs expliquent avoir créé un condensat de Bose-Einstein à partir d'atomes de strontium, refroidissant un gaz dilué de bosons, un type de particules subatomiques, pour se rapprocher autant que possible du zéro absolu. Ensuite, avec un laser, ils ont transféré de l'énergie à l'un de ces atomes, le transformant en un atome de Rydberg avec un grand rayon atomique. Ce rayon était plus grand que la distance normale entre deux atomes dans le condensat.

Les atomes neutres n'ont guère d'impact sur le chemin des électrons de cet atome de Rydberg en raison de leur manque de charge. Mais l'électron capte toujours les atomes neutres dispersés le long de son chemin, ce qui l'empêche de se transformer en un autre état de matière.

Les simulations informatiques montrent que cette interaction est faible, ce qui crée une liaison entre les atomes de Rydberg et les autres atomes.

"C'est une situation très inhabituelle," explique Shuhei Yoshida, professeur de TU Wien qui a également pris part à la recherche. "Normalement, nous avons affaire à des noyaux chargés, à des électrons qui se lient autour d'eux. Ici nous avons un électron et des atomes neutres qui se lient."

Ce nouvel état de matière exotique, appelé polarons de Rydberg, ne peut se produire qu'à basse température. Si les températures se réchauffent, les particules se déplacent plus rapidement et le lien se brise.

"Pour nous, ce nouvel état de matière faiblement lié représente une nouvelle manière passionnante d'étudier la physique des atomes ultrafroids," poursuit M. Burgdörfer. "De cette façon, on peut sonder les propriétés d'un condensat de Bose-Einstein sur de très petites échelles avec une très grande précision."

Auteur: Internet

Info: d'Elaina Zachos, 20 avril 2020, https://www.nationalgeographic.fr

[ physique appliquée ]

physique photonique

Quantifier la quantification : un projet mathématique "d'une immense beauté".

Les chercheurs mettent au point une méthode pour déterminer le degré de quantification de l'état d'un système.

Tout grand objet : balle de base-ball, véhicule, planètes, etc, se comporte conformément aux lois classiques de la mécanique formulées par Sir Isaac Newton. Les petits, comme les atomes et les particules subatomiques, sont régis par la mécanique quantique, où un objet peut se comporter à la fois comme une onde et comme une particule.

La frontière entre le domaine classique et le domaine quantique a toujours été d'un grand intérêt. Les recherches rapportées dans AVS Quantum Science par AIP Publishing, examinent la question quant à savoir ce qui fait qu'une chose est "plus quantique" qu'une autre. Existe-t-il un moyen de caractériser la "quanticité" ? Les auteurs indiquent qu'ils ont trouvé une approche pour le faire.

Le degré de quanticité est important pour des applications telles que l'informatique et la détection quantiques, qui offrent des avantages que l'on ne trouve pas dans leurs équivalents classiques. Pour comprendre ces avantages, il faut à son tour comprendre le degré de quanticité des systèmes physiques concernés.

Plutôt que proposer une échelle dont les valeurs seraient associées au degré de quanticité, les auteurs de cette étude examinent les extrêmes, à savoir quels sont les états les plus, ou les moins... quantiques. Selon l'auteur Luis Sanchez-Soto, l'idée de cette étude est venue d'une question posée lors d'une réunion scientifique.

"Je donnais un séminaire sur ce sujet lorsque quelqu'un m'a posé la question suivante : 'Vous, les gars de l'optique quantique, vous parlez toujours des états les plus classiques, mais qu'en est-il des états les plus quantiques?'", 

On a compris depuis longtemps que les états dits cohérents peuvent être décrits comme quasi-classiques. Ils se produisent, par exemple, dans un laser, où la lumière provenant de plusieurs sources de photons est en phase, par conséquence dans un état très peu quantique.

Un tel système quantique peut être représenté mathématiquement par des points, plus ou moins nombreux, que l'on répartit sur une sphère, souvent en les intriquant sur spectre de couleurs pour avoir une meilleure représentation de ce qu'on appelle en général "constellation de Majorana". Pour les états cohérents, la constellation est simplement un point unique. Par conséquent ceux qui sont les plus quantiques présentent des configurations plus riches/nombreuses qui recouvrent plus richement la sphère. Les sphères pouvant être modélisées de plusieurs manières : par un simple cercle où sont disposés les "points quantiques", via les répartitions de couleurs, voire en usant de ces point de polarités pour transformer chaque sphère en un polyèdre plus ou moins complexe. 

Les chercheurs, après avoir examiné plusieurs autres approches de scientifiques ayant exploré les quanta, et en prenant en compte la constellation de Majorana pour chacune d'entre elles, s'étaient sont alors demandés comment répartir au mieux, ou le plus uniformément, l'ensemble des points sur une sphère dans le cadre de cette approche. 

C'est ainsi que Sanchez-Soto et ses collègues, en abordant la quanticité sous cet aspect, ont réalisé qu'il s'agissait d'un projet mathématique non seulement utile, mais "d'une immense beauté".

Auteur: Internet

Info: https://www.newswise.com. 12 nov 2020

[ électrons ]

monde subatomique

Des physiciens comprennent enfin pourquoi l’interaction forte est si tenace 

Il existe quatre forces fondamentales : la force de gravité, l’électromagnétisme, l’interaction faible et l’interaction (ou force) forte. Cette dernière est la plus intense. L’interaction forte agit en liant les quarks au sein des protons et des neutrons. Elle maintient ainsi les nucléons ensemble pour former des noyaux atomiques. La force forte est jusqu’à 100 000 milliards de milliards de fois plus intense que la force de gravité. Malgré cette intensité, elle est relativement peu comprise, par rapport aux autres forces. Récemment, des chercheurs ont percé l’un des mystères de l’interaction forte expliquant sa ténacité et sont notamment parvenus à la mesurer de façon plus précise.

L’interaction forte est quantifiée par la constante de couplage (que les auteurs de l’étude choisissent d’appeler simplement " couplage "), notée αs (alpha s). Il s’agit d’un paramètre fondamental dans la théorie de la chromodynamique quantique (QCD).

La difficulté de la mesure de αs réside principalement dans sa nature très variable : plus deux quarks sont éloignés, plus le couplage est élevé, et plus l’attraction entre eux devient forte. À des distances faibles, où αs est encore faible, les physiciens parviennent à appliquer des méthodes de calcul basique pour déterminer le couplage. Cependant, ces techniques deviennent inefficaces à des distances plus importantes. Dans une nouvelle étude, des physiciens ont ainsi réussi à appliquer de nouvelles méthodes pour mieux déterminer αs à des distances plus importantes. 

Un calcul basé sur l’intégrale de Bjorken

Poussé par sa curiosité, l’un des chercheurs a testé l’utilisation de l’intégrale de Bjorken pour prédire αs sur de longues distances. Cette méthode permet de définir des paramètres relatifs à la rotation de la structure des nucléons et ainsi de calculer le couplage de la force forte à courte distance. Le scientifique ne s’attendait donc pas à faire une découverte de ce calibre en faisant cet essai. Pourtant, contre toute attente, ses résultats ont montré qu’à un moment donné, αs cesse d’augmenter pour devenir constant. Il a ainsi partagé ses découvertes avec son mentor qui avait, lui aussi, obtenu des résultats similaires dans des travaux antérieurs.

 " Ce fut une chance, car même si personne ne s’en était encore rendu compte, l’intégrale de Bjorken est particulièrement adaptée aux calculs de αs sur de longues distances ", déclarent les chercheurs dans un article du Scientific American. Les résultats ont été présentés lors de diverses conférences de physique, durant l’une desquelles l’auteur principal a rencontré un autre physicien, Stanley Brodsky, qui aurait appuyé les résultats obtenus.

Une méthode par holographie

En parallèle à cette découverte, d’autres physiciens ont travaillé sur la mise au point d’une autre méthode de calcul de αs sur de longues distances, qu’ils ont appelée " holographie du front lumineux ". L’holographie est une technique mathématique qui a initialement été développée dans le contexte de la théorie des cordes et de la physique des trous noirs.

Cependant, en physique des particules, elle sert à modéliser des phénomènes en quatre dimensions (incluant les trois dimensions spatiales et une dimension temporelle) en se basant sur des calculs effectués dans un espace à cinq dimensions. Dans cette méthode, la cinquième dimension n’est pas nécessairement une dimension physique réelle, mais peut servir d’outil mathématique pour faciliter les calculs. L’idée est que certaines équations complexes en quatre dimensions peuvent devenir plus simples ou plus intuitives quand elles sont envisagées dans un espace à cinq dimensions.

Auteur: Internet

Info: https://trustmyscience.com/ - Miotisoa Randrianarisoa & J. Paiano·15 avril 2024

[ gluons ] [ force de cohésion nucléaire ]