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Concept
Vide quantique
Résumé
En physique, le vide quantique décrit l'état du vide selon les principes de la mécanique quantique. Alors que l'on croyait l'univers rempli d'éther, la physique du a abandonné cette notion pour un espace littéralement vide de matière. Les principes quantiques montrent que ce vide est en réalité rempli d'énergie qui engendre de nombreux effets : on parle alors d'énergie du vide.
Dans la théorie de l'électrodynamique quantique, les particules élémentaires échangent des photons virtuels pour interagir. Ces particules virtuelles utilisent l'énergie du vide pour apparaître, agir puis disparaître, dans les limites du principe d'incertitude.
Les inégalités d'Heisenberg, connues sous le nom de principe d'incertitude, sont une conséquence directe de la dualité onde-corpuscule. L'une d'elles, controversée, permet d'écrire : , où est la constante de Planck réduite. Cette inéquation signifie que le produit de la variation de l'énergie par une certaine durée (variation de temps) est obligatoirement supérieure à une valeur non nulle. Ce qui veut dire qu'il est possible d' pendant un temps très court. C'est ce mécanisme qui est à l'origine des fluctuations du vide.
L'équation la plus célèbre de la physique traduit l'équivalence entre masse et énergie. Donc en empruntant de l'énergie au vide il est possible de créer des particules massiques. Ce mécanisme est à l'origine de l'apparition de paires de particules virtuelles. Ainsi en mécanique quantique le vide est rempli de particules virtuelles apparaissant pendant un temps très bref avant de disparaître. Ces particules virtuelles apparaissent en théorie quantique des champs : leurs effets impliquent des corrections sur les calculs, dans les théories dites renormalisables. Ces calculs relativement compliqués sont régis par les règles des diagrammes de Feynman. des travaux de Pierre Cartier et Alain Connes.
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