L'énergie
du Point Zéro: de quoi s'agit-il? Update 28 septembre 2003
L'énergie
du Point Zéro: de quoi s'agit-il?
Update 28
septembre 2003
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"...the
existence of vacuum fluctuations alters the physical conception
of empty space : in contrast to classical physics, quantum theory
forces us to consider vacuum as permanently filled by field fluctuations
having observable effects." |
Introduction du site:
L'énergie du point zéro, ou plutôt les champs du point zéro respectant les invariants de Lorentz(i), ce sont des champs "résiduels" d'énergie, fluctuant autour d'une valeur moyenne nulle et présent dans tout espace(ii), même vide de matière ou de rayonnement électromagnétique détectable.
Ils forment ce que certains appellent des "potentiels scalaires" dont le niveau d'énergie a comme valeur zéro
(par défaut). Ce niveau peut cependant énormément varier en positif ou en négatif (comme dans le cas du potentiel gravitationnel
par exemple).
Ils ont été initialement "découverts" suite aux hypothèses de base de la théorie quantique, théorie qui implique nécessairement leur
existence dans son fondement même. Bien que souvent évoqué comme élément "virtuel",
il s'agit cependant d'un phénomène bien réel qui a des implications profondes en physique en particulier et sur notre conception du
monde en général.
Pour être totalement imperceptibles et contre intuitives, ces énergies n'en sont pas moins directement responsables de phénomènes
bien réels et mesurables tels que les forces de Van Der Waals, l'effet Lamb, l'effet Casimir ainsi que l'explication la plus plausible
du phénomène de sonoluminescence.
Pour peu que cette notion ait un sens, certains auteurs ont essayé de chiffrer la densité (l'énergie) volumique de ces champs.
Tenant compte des contraintes imposées par la théorie (invariances de Lorentz, prise en compte de toutes les fréquences ainsi que
de leur courbe de valeur en kf3, fréquence de coupure, etc..), ils arrivent à des densités proprement astronomiques: l'équivalent d'une densité de l'ordre de 1092 Joules/m3!..
(i)
A ce sujet, voir notamment: http://scienceworld.wolfram.com/physics/LorentzInvariant.html
, http://math.ucr.edu/home/baez/PUB/invariance
(ii) Même au zéro absolu,
d'où l'expression 'point zéro'.
Update déc. 2001:
-Une équipe de Bell Labs, aux USA, a récemment réussi une expérience mettant en jeu l'effet Casimir dans le déséquilibre dynamique d'une micro-balance par une micro-sphère. Cette expérience est citée par le Sciences & Avenir de décembre 2001 (p.48) : « Gare à l'Effet Casimir ». (http://permanent.sciencesetavenir.com/)
-Un récent article de Kimball A. Milton qui récapitule et théorise les effets physiques mesurables de l'effet Casimir (spectre d'énergie dit du point zéro):
"The Casimir Effect: Physical
Manifestations of Zero-Point Energy", Department of Physics and Astronomy,
The University of Oklahoma Norman, OK 73019-0225 USA, 19 avril 2001
(arXiv:hep-th/9901011 v1, 04 Janv. 1999)
Update janvier 2002:
Une synthèse chronologique sur l'énergie du Point Zéro, rédigée entre autre par Serge Reynaud et destinée aux étudiants en physique, est disponible (en format pdf): http://www.onera.fr/congres/jso2001physique/pdfs/jso-janv2001-reynaud.pdf
Update avril 2002:
Un article de synthèse sur l'effet Casimir , ainsi qu' un article de vulgarisation en français (http://www.spectro.jussieu.fr/Vacuum/Casimir/Cargese.pdf), sont disponibles à l'adresse suivante: http://www.spectro.jussieu.fr/Vacuum/Casimir/
Update mars 2002:
Kimball A. Milton a également publié un livre qui récapitule ses recherches sur l'effet Casimir: http://www.wspc.com.sg/books/physics/4505.html
Copyright © 2002 World Scientific Publishing
Co., 320pp Pub.
date: Oct 2001, ISBN 981-02-4397-9 US$87
Update avril 2002:
La rubrique "Bookshelf" du CERN
COURIER nous offre un commentaire de John Swain, de la Northeastern University,
sur l'ouvrage de Milton. Il y fait état notamment des curieuses propriétés
de l'effet Casimir dynamique qui se manifestent notamment dans la sonoluminescence...
http://cerncourier.com/main/article/42/3/20
***
Un analogue acoustique de l'effet Casimir: un article intitulé "The force of acoustics" datant de décembre 1998 reprend une démonstration faite par deux membres de la Naval Postgraduate School de Californie. Les travaux font l'objet d'une publication dans la Phys. Letters, 1998, A248 151. L'expérience et son interprétation y sont décrit en détails.
***
SPATIO-TEMPORAL CHAOS AND VACUUM FLUCTUATIONS
OF QUANTIZED FIELDS
Advanced Series in Nonlinear
Dynamics - Vol. 21, par Christian Beck, avr.
2002 (Queen
Mary, University of London, UK)
Lien: http://www.wspc.com/books/chaos/4853.html
Synopsis de l'éditeur: "This book describes new applications for spatio-temporal chaotic dynamical
systems in elementary particle physics and quantum field theories. The
stochastic quantization approach of Parisi and Wu is extended to more general
deterministic chaotic processes as generated by coupled map lattices. In
particular, so-called chaotic strings are introduced as a suitable small-scale
dynamics of vacuum fluctuations. This more general approach to second
quantization reduces to the ordinary stochastic quantization scheme on large
scales, but it also opens up interesting new perspectives: chaotic strings
appear to minimize their vacuum energy for the observed numerical values of the
free standard model parameters."
Update novembre 2002:
Nanotechnologie: (31 October
2002) 'Scientists Hope To Reveal "Extra Dimensions",
Exotic Forces'
L'effet Casimir -et ses conséquences
pour les nanotechnologies-
est enfin exploré par les scientifiques-ingénieurs!
Lien:
http://www.scienceagogo.com/news/20020931000438data_trunc_sys.shtml
Update décembre 2002:
Un article à épingler sur l'effet Casimir par BOYER: 'Casimir Forces and Boundary Conditions in One Dimension: Attraction, Repulsion, Planck Spectrum, and Entropy' , Timothy H. Boyer, Department of Physics, City College of the City University of New York, New York, New York 10031 (24 octobre 2002) http://xxx.arxiv.cornell.edu/PS_cache/quant-ph/pdf/0211/0211109.pdf
Update janvier 2003:
Un article de Simon Saunders,
de l'université d'Oxford, permet de prendre la mesure du statut définitivement
ambigu de l'énergie du point zéro dont la physique actuelle et ses modèles ne
savent plus comment se débarrasser!
Is
the zero-point energy real?
Extrait: "When it comes to
the vacuum of quantum field theory it is increasingly clear that we do not have
the correct physical concepts. (...) It can be posed as a problem of elementary
quantum theory. The difficulty is this: it appears that there must remain a
very large energy in the vacuum state, and that this should contribute massively
to the source terms of general relativity. It has traditionally been called
the cosmological constant problem, since this source term is proportional to
the metric tensor - yelding a value wildly inconsistent with observation. This
problem has received a great deal of attention in recent years, but there is
very little consensus as to how it may be solved."
Update avril 2003:
The Casimir force between rough metallic plates par C. Genet (1), A. Lambrecht (1), P. Maia Neto (2) et S. Reynaud (1) Laboratoire Kastler Brossel - case 74, Campus Jussieu, 75252 Paris, France , (2) Instituto de Fýsica - UFRJ, caixa postal 68528, 21945-970 Rio de Janeiro, Brazil, arXiv:quant-ph/0302071 v2, 20 Mar 2003
Electromagnetic vacuum fluctuations Casimir and Van der Waals forces par Cyriaque Genet, Astrid Lambrecht, et Serge Reynaud† Laboratoire Kastler Brossel, case 74, Campus Jussieu, 75252 Paris, France‡ arXiv:quant-ph/0302072 v1 10 Feb 2003
Recent Experiments on the Casimir Effect: Description and Analysis, par Astrid Lambrecht et Serge Reynaud, Laboratoire Kastler Brossel, case 74, Campus Jussieu, 75252 Paris, France†, (Séminaire Poincaré, 2002) - arXiv:quant-ph/0302073 v1 10 Feb 2003
Update mai 2003:
The Casimir effect: a force from nothing (Sept. 2002), The attractive force between two surfaces in a vacuum - first predicted by Hendrik Casimir over 50 years ago - could affect everything from micromachines to unified theories of nature. http://physicsweb.org/article/world/15/9/6
Update juin 2003:
Exploring the Vacuum: L'astrophysicien australien Barry Setterfield a effectué un excellent travail de synthèse exposant la théorie ZPE: comment elle est née, pourquoi elle a évolué parallèlement à la théorie quantique dominante, et les étonnants résultats acquis jusqu'à présent malgré le peu de temps -relatif- qui lui a été consacré par les physiciens!
http://www.journaloftheoretics.com/Links/Papers/Setterfield.pdf
Résumé
The historical progress in
our understanding of what actually comprises the vacuum of space is traced here,
as is the presence of what has become known as the Zero-Point Energy (ZPE) in
the vacuum. Two different approaches in papers by Planck have led to two different
ways of looking at the ZPE and atomic phenomena, namely Quantum Electro-Dynamics
(QED) and Stochastic Electro-Dynamics (SED). Towards the close of the 20th Century,
new insights indicated that atomic orbit energies are sustained by the ZPE,
and that the speed of light may be strongly affected by changes in the properties
of space via the ZPE. The origin of the ZPE is discussed as well as some resulting
implications for processes operating at the inception of the universe.
Update septembre 2003:
'Casimir Effect and Vacuum Fluctuations', par Trang
T. Nguyen. cet article donne une vue d'ensemble des effets de l'énergie du vide
dans le nouveau domaine des nanotechnologies.
Department of Physics
and Astronomy, Ohio University, Spring 2003. http://plato.phy.ohiou.edu/~ulloa/611-612/612papers/Trang%20Nguyen--Casimir%20Effect.pdf
Voir aussi, glanée sur le net, une liste -non exhaustive- de publications sur l'énergie du Point-Zéro.
©
Marc HERMANS, 2003
Cette page a été réalisée avec NAMO 4.04
Création du site: octobre 1997 - Dernière mise à jour: dimanche
28 septembre 2003
