Feynman et les fentes de Young

[shyiro 3 830]

Il parait que, quand il etait etudiant, Feynman posait des questions à son professeur concernant les fentes de Young : "Que se passerait il s'il y avait 3 fentes ?".

Le professeur repondait : "Ca se passerait comme si la particule passait dans les 3 fentes en meme temps". 

Feynman continuait : "Et s'il y avait 4 fentes ? ... 5 fentes ? ... Que se passerait-il s'il y avait tellement de fentes qu'il n'y avait meme plus de mur ?" 

Le professeur ne savait quoi repondre à sa derniere question.

Plus tard Feynman elaborait une theorie sur une infinité de chemins possibles de la particule et lui valait un prix honorifique ...                                         

 

Qui connait cette histoire et a plus d'info concernant la reponse à sa question initiale "Que se passerait-il s'il y avait tellement de fentes qu'il n'y avait meme plus de mur ?" et de sa theorie sur une infinité de chemins possibles de la particule lui valant un prix honorifique ?

[Invité riad**]

J'ai déjà entendu cette histoire, mais je me rappelle pas, probablement dans une conférence de l'Espace des mardis des sciences, bref, quand on parle de la physique quantique, on touche aux limites du sens commun, nous ne pouvons jamais imaginer une couleur infrarouge ou ultraviolette, nous ne pouvons jamais imaginer un espace à quatre dimensions, et nous serons toujours incapables de comprendre le sens des équations de la physique quantique, alors, que les plus doués d'entre nous se contentent des équations et que moi (avec mon niveau scolaire déshonorant) je me contente d'une tasse de café avec un joint, ou un verre de vin, ouais, les petits plaisir de la vie se limitent à ça quand on est pas mathématicien ou physiciens 
 

[obelix39 181]

Il existe aussi des tasses de café sans joints qui ne fuient pas pour autant ...   

[Hérisson_ 442]

Il y a 6 heures, shyiro a dit :

"Que se passerait-il s'il y avait tellement de fentes qu'il n'y avait même plus de mur ?"

Il n'y aurait plus d'obstacle, donc plus de figure de diffraction ...

Ou pour voir les choses autrement, on aurait une ouverture unique de largeur très supérieure à la longueur d'onde de De Broglie, ce qui ferait disparaître totalement l'aspect ondulatoire du faisceau incident ... donc même résultat.

Rien que de très banal. Il y a sûrement très loin entre cette histoire et la thèse de Feynman.

Puisqu'il en est question, les faisceaux moléculaires ont été diffractés par des réseaux, ensembles de plusieurs milliers de fentes identiques, parallèles et équidistantes.

 

[zenalpha 8 619]

Le 20/02/2019 à 14:37, shyiro a dit :

Il parait que, quand il etait etudiant, Feynman posait des questions à son professeur concernant les fentes de Young : "Que se passerait il s'il y avait 3 fentes ?".

Le professeur repondait : "Ca se passerait comme si la particule passait dans les 3 fentes en meme temps". 

Feynman continuait : "Et s'il y avait 4 fentes ? ... 5 fentes ? ... Que se passerait-il s'il y avait tellement de fentes qu'il n'y avait meme plus de mur ?" 

Le professeur ne savait quoi repondre à sa derniere question.

Plus tard Feynman elaborait une theorie sur une infinité de chemins possibles de la particule et lui valait un prix honorifique ...                                         

 

Qui connait cette histoire et a plus d'info concernant la reponse à sa question initiale "Que se passerait-il s'il y avait tellement de fentes qu'il n'y avait meme plus de mur ?" et de sa theorie sur une infinité de chemins possibles de la particule lui valant un prix honorifique ?

Le génie de Feynman a notamment été de comprendre qu'il existe de nombreuses manières de formuler une même théorie.

Il a souvent opté pour des manières alternatives comme ce concept d'integrales de chemins qui a conduit à l'electrodynamique quantique et son prix nobel.

Mais il l'avait déjà fait avec l'electrodynamique classique qu'il savait appréhender par les équations classiques de Maxwell mais aussi selon le principe de moindre action ou encore par une troisième approche développée avec wheeler.

Et pour Feynman, il était avantageux de sortir du formalisme classique pour appréhender le phénomène étudié.

Quant il a cherché à quantifier l'electrodynamique quantique, au lieu d'aborder le formalisme classique des équations différentielles du mouvement, il a considéré ce concept d'integrales de chemins qui considère que tous les chemins sont parcourus dans un intervalle de temps donné.

Dans l'hypothèse des fentes de young ou une même particule lancée une par une interfère avec elle même, il explique que cette particule a une probabilité de passer par la fente de gauche, par la fente de droite, mais possède aussi une probabilité non nulle d'être passée par tous les chemins possibles et imaginables.

Quand il suggère une multiplicité des fentes, évidemment qu'il ne limite pas le problème à un problème d'optique...mais il suggère que cette particule emprunte l'ensemble des chemins considérés dans son formalisme d'integrales de chemins.

[shyiro 3 830]

Le 20/02/2019 à 21:03, Hérisson_ a dit :

Il n'y aurait plus d'obstacle, donc plus de figure de diffraction ...

Ou pour voir les choses autrement, on aurait une ouverture unique de largeur très supérieure à la longueur d'onde de De Broglie, ce qui ferait disparaître totalement l'aspect ondulatoire du faisceau incident ... donc même résultat.

Rien que de très banal. Il y a sûrement très loin entre cette histoire et la thèse de Feynman.

Puisqu'il en est question, les faisceaux moléculaires ont été diffractés par des réseaux, ensembles de plusieurs milliers de fentes identiques, parallèles et équidistantes.

 

ou alors on pourrait supposer l'inverse : il y aurait une infinité de diffractions pour la particule quantique car tout pourrait se passer comme si la particule quantique passe par toutes les fentes imaginaires sur toute la largeur du mur en meme temps ? ...

[Hérisson_ 442]

il y a une heure, shyiro a dit :

ou alors on pourrait supposer l'inverse : il y aurait une infinité de diffractions pour la particule quantique car tout pourrait se passer comme si la particule quantique passe par toutes les fentes imaginaires sur toute la largeur du mur en même temps ? ...

Une "infinité de diffractions" au niveau d'une ouverture béante de largeur finie (le mur que l'on supprime par la pensée) proviendrait d'une infinité de fentes de largeur infiniment petite, donc nulle: l'onde incidente ne passerait plus.

Il n'y a pas de "fente imaginaire": la diffraction d'une onde intervient lors de la traversée d'une ouverture aménagée dans une paroi matérielle, opaque, et dont une dimension caractéristique (ici la distance séparant les deux bords de la fente) est de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde.

L'expérience montre qu'une fente de largeur nulle (l) ne laisse plus rien passer, et un calcul relatif à la diffraction n'aurait aucun sens, parce qu'il fait intervenir le rapport (λ/l).

 

 

 

 

 

 

 

 

[zenalpha 8 619]

Le 22/02/2019 à 12:50, Hérisson_ a dit :

L'expérience montre qu'une fente de largeur nulle (l) ne laisse plus rien passer, et un calcul relatif à la diffraction n'aurait aucun sens, parce qu'il fait intervenir le rapport (λ/l).

L'effet tunnel montre qu'une largeur de fente nulle laissera quand même une probabilité non nulle à la particule de se retrouver derrière...

[Hérisson_ 442]

Encore perdu une belle occasion de se taire ... l'effet tunnel concerne l'aptitude des particules subatomiques à traverser une barrière énergétique sous certaines conditions.

Une barrière d'énergie, et non pas un obstacle matériel.

[shyiro 3 830]

il y a 9 minutes, Hérisson_ a dit :

Encore perdu une belle occasion de se taire ... l'effet tunnel concerne l'aptitude des particules subatomiques à traverser une barrière énergétique sous certaines conditions.

Une barrière d'énergie, et non pas un obstacle matériel.

Ca parle de "barriere plus ou moins epaisse", pas forcement de "barriere d'energie" :

 

 

 

[zenalpha 8 619]

il y a 25 minutes, shyiro a dit :

Ca parle de "barriere plus ou moins epaisse", pas forcement de "barriere d'energie" :

 

 

 

Et oui....évidemment...

Extrait - effet tunnel dans les solides

Il y a toutes les études imaginables au CEA

Mais c'est basico basique...

"L’interprétation fine des résultats d’effets tunnelse heurte fréquemment à la méconnaissance physi-cochimique des structures réalisées. L’intérêt d’uncontrôle utilisant l’une ou l’autre de ces techniquesapparaît clairement en plus des expériences plus routi-nières de photoréponse et de capacité. La détectiond’impuretés dans une structure tunnel, leur localisationet la mesure de leur quantité peuvent être envisagéesà l’aide des techniques de haute résolution. Si lesbarrières d’oxyde présentent de sérieux problèmesquant à la forme et à la structure, les barrières métal-semiconducteur semblent à ce point de vue beaucoupmieux définies et se prêteront aisément à un contrôleultrafin de leur propriété cristalline et chimique (LEEDet Auger). On peut ainsi envisager, à condition dedévelopper des expériences couplées, que l’effet tunneldans les solides peut à l’avenir apporter une contri-bution non négligeable à la physique des surfaces enparticulier dans deux domaines limites qui sont impor-tants tant d’un point de vue fondamental que pourleurs applications : l’étude des couchescontinuesisolantes (oxydation, passivation,...) et l’étude del’impureté isolée sur une surface (catalyse hétérogène)à partir de l’émission de champ"

[Hérisson_ 442]

il y a 31 minutes, shyiro a dit :

Ca parle de "barriere plus ou moins epaisse", pas forcement de "barriere d'energie" :

Barrière plus ou moins large d'énergie électrostatique, liée à la position de l'aiguille, et à la différence de potentiel imposée entre celle-ci et l'échantillon métallique.

Les particules qui parviennent à la franchir sont les électrons délocalisés du métal, qui doivent franchir l'espace vide séparant l'échantillon de la pointe.

Shyiro, tu gagnerais beaucoup en savoir et en intelligence en faisant l'effort de comprendre à fond les documents que tu consultes, au lieu de chercher à piéger autrui: ceci n'est d'aucun intérêt.

[zenalpha 8 619]

il y a 11 minutes, Hérisson_ a dit :

Barrière plus ou moins large d'énergie électrostatique, liée à la position de l'aiguille, et à la différence de potentiel imposée entre celle-ci et l'échantillon métallique.

Les particules qui parviennent à l

Brian greene cite un exemple d'effet tunnel pour un électron qui traverse une plaque d'acier de 3 mètres.

Ma ref in extenso est disponible 

[Hérisson_ 442]

il y a 9 minutes, zenalpha a dit :

Brian greene cite un exemple d'effet tunnel pour un électron qui traverse une plaque d'acier de 3 mètres.

Ma ref in extenso est disponible 

L'envie te gangrène et te rend de plus en plus con. Même pas la jugeote d'attendre la fin du texte !

[zenalpha 8 619]

il y a 19 minutes, Hérisson_ a dit :

L'envie te dévore et te rend de plus en plus con.

Brian greene 

"...le coeur de la physique mise en jeu provient d'un phénomène physique connu sous le nom d'effet tunnel.

Imaginons une particule, par exemple un electron, qui rencontre une barrière solide, disons un bloc d'acier de trois mètres d'épaisseur qu'il ne peut absolument pas traverser si on en croit la physique classique.

La marque de la mécanique quantique, c'est que cette notion classique rigide de ne pas pouvoir traverser se translate souvent en une déclaration quantique plus souple du genre "a une probabilité faible mais non nulle de traverser"

La raison est que l'agitation quantique d'une même particule lui permet, une fois de temps en temps, de se matérialiser tout a coup de l'autre côté d'une barrière censée être impénétrable 

L'instant auquel cet effet tunnel a lieu est aléatoire, le mieux que nous puissions faire, c'est de prédire la probabilité que cet événement ait lieu entre tel ou tel intervalle de temps.

Mais les calculs nous disent que si nous attendons suffisamment de temps, n'importe quelle barrière finira par être traversée.

Et c'est ce qui se passe.

Sans celà le soleil ne brillerait pas : pour que les noyaux d'hydrogène puissent être assez proches pour fusionner, ils doivent traverser la barrière de répulsion électromagnétique de leur proton par effet tunnel"

Vous connaissez brian greene ?

Pouvez vous lui remonter ses erreurs de calcul avec sa plaque d'acier ?

Il attend depuis suffisamment longtemps pour que vous franchissiez par sot qu'en tique la barrière de sa compétence...reconnue...

[zenalpha 8 619]

Il y a 1 heure, Hérisson_ a dit :

Encore perdu une belle occasion de se taire ... l'effet tunnel concerne l'aptitude des particules subatomiques à traverser une barrière énergétique sous certaines conditions.

Une barrière d'énergie, et non pas un obstacle matériel.

Je vous ai lu jusqu'au bout

Avez vous lu Brian Greene ?

Argg...

Cqfd.

Ce que vous écrivez est faux rapporté aux écrits de brian greene

Notez que vous n'étiez pas d'accord avec Hawking non plus.

Faites l'effort de comprendre que vous auriez du lire (un minimum) pour comprendre 

Heureusement que je peux vous lire beaucoup beaucoup plus rapidement...

[zenalpha 8 619]

@shyiro

Tu trouveras ci-joint une très bonne explication à ta question d'un très très bon vulgarisateur

Dommage qu'il traîne pas sur ce forum...

https://www.google.com/amp/s/sciencetonnante.wordpress.com/2013/09/30/les-7-merveilles-de-la-mecanique-quantique/amp/

Cette intégrale de chemin concerne la "fonction d'onde d'une particule", c'est une intégrale fonctionnelle

Et même si ça troue...la probabilité lors d'une de nos mesures liée à ton expérience des fentes de young de trouver la particule isolée projetée lors d'une de ces expériences sur la... lune...n'est pas nulle...

La fonction d'onde donne juste une probabilité infinitésimale pour que celà arrive mais ça signifie une probabilité non nulle...

Trinh Xuan Thuan décrit cela très bien dans "le chaos et l'harmonie"

Cette fonction d'onde et la méthode de l'integrale de chemins ont été reprises par Stephen Hawking dans le modèle présenté dans "y a t'il un grand architecte dans l'univers"

En fait, tu peux voir dans ce modèle l'univers entier comme un objet quantique (c'est évidemment ce qu'il était à l'origine...)

Et Hawking considère qu'une fonction d'onde appréhendée par l'intégrale de chemins de Feynman existe pour l'univers dont l'effondrement est lié à notre observation présente.

John Wheeler présente ainsi très bien l'expérience dite "à choix retardée" où notre observation présente influe sur l'état d'une particule il y a plusieurs millions d'années.

Continue de lire surtout...

[shyiro 3 830]

Il y a 18 heures, Hérisson_ a dit :

Barrière plus ou moins large d'énergie électrostatique, liée à la position de l'aiguille, et à la différence de potentiel imposée entre celle-ci et l'échantillon métallique.

Les particules qui parviennent à la franchir sont les électrons délocalisés du métal, qui doivent franchir l'espace vide séparant l'échantillon de la pointe.

Shyiro, tu gagnerais beaucoup en savoir et en intelligence en faisant l'effort de comprendre à fond les documents que tu consultes, au lieu de chercher à piéger autrui: ceci n'est d'aucun intérêt.

- dans la video, ne te focalise pas seulement sur la seule partie de l'exemple de la pointe du microscope à effet tunel : uniquement sur ce cas on peut parler de "barriere d'energie" = espace "vide" entre la pointe du microscope et la matiere à examiner.

- Dès le debut de la video, avant l'exemple du microscope à effet tunel, l'illustration est claire : ça montre une barriere de matiere et non une barriere d'energie.

[obelix39 181]

Il me semble qu'il existe dans la nature, des exemples où des particules telles que des photons où des électrons traversent la matière. C'est le cas des matériaux transparents qui se laissent traverser par les photons et des matériaux conducteurs qui se laissent traverser par des électrons.