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  • Invoquer la lumière !

  • Les autres théories ou peut être la votre...
Les autres théories ou peut être la votre...
 #37955    par Tutiou
 samedi 16 janvier 2016 à 21:40
Un beau jour rêveur, je me suis demandé comment je pourrais faire apparaître de la lumière avec des pouvoirs, comme dans les films de science-fiction. Un invocateur de lumière, quel nom qui a la classe !

Du coup, j'ai un peu regardé sur Internet comment un photon pouvait être créé. Wikipédia me dit ça :

Il est cependant possible de produire des photons un par un grâce aux processus suivants :

transition électronique ;
transition nucléaire ;
annihilation de paires particule-antiparticule.


Je me suis dit que j'étais mal barré avec la transition électronique et l'annihilation de l'antimatière. J'ai du coup cliqué que le lien caché derrière les mots "transition nucléaire", ce qui m'a amené à l'encyclopédie de la physique nucléaire, bref, pas de réponse directe.

Je me suis alors dit, que d'après E=mc², la masse est l'équivalent de l'énergie, et avec quelques petits calculs, j'en suis arrivé à : il faudrait entre 10^-35 et 10^-33 kg de matière pour obtenir l'énergie d'un photon de lumière visible.

Bref, j'ai quand même des doutes quand à la possibilité de créer de la lumière à partir de la matière. Peut-être que je comprends mal la notion d'énergie.

Encore, créer des photons à partir du vide, j'ai vu que des expériences avaient été réalisées (avec des miroirs transformant des photons virtuels en photons réels).

Est-ce que quelqu'un peut m'éclaircir ? Parce qu'être un invocateur de lumière, ça serait classe (surtout pour le nom) Y-43
 #37956    par Edji
 samedi 16 janvier 2016 à 23:49
Salut.

Pour créer des photons avec de la matière, c'est simple, il te suffit d'allumer un bon feu. Pas forcement besoin d'un biais électronique ou nucléaire.
La combustion convertit une partie de la masse en énergie (infiniment moins que dans un processus nucléaire bien sûr), énergie qui crée de la chaleur, donc de la lumière, donc des photons... Dans le visible, l'infra rouge et dans bien d'autres gammes du spectre selon l'intensité du feu et selon le matériau brûlé.

Après, créer de la lumière à partir du vide revient à créer de l'énergie à partir du vide. Et on suppose que le vide n'est pas dénué d'énergie. Alors...
 #37959    par Tutiou
 dimanche 17 janvier 2016 à 09:41
C'est vrai, suis-je bête !

Sinon, on ne sait pas trop "qu'elle quantité" d'énergie est présent dans le vide, si ? Je crois qu'on peut avoir un nombre avec le mécanique quantique et un autre avec la relativité générale, et l'écart entre les deux est plus que colossal (10^120 j'ai entendu je crois).

Et en convertissant de la matière en énergie pure, on ne pourrait pas créer de la lumière (en imaginant que j'ai le pouvoir de faire ça, dangereux tout de même) ? Ça me semble impossible, mais peut-être ai-je tort.
 #37963    par Edji
 dimanche 17 janvier 2016 à 22:01
Tutiou a écrit :C'est vrai, suis-je bête !

Mais non !!
Tutiou a écrit :Et en convertissant de la matière en énergie pure, on ne pourrait pas créer de la lumière (en imaginant que j'ai le pouvoir de faire ça, dangereux tout de même) ? Ça me semble impossible, mais peut-être ai-je tort.

Non plus. L'intégralité de la matière peut être convertie en énergie (100% de la masse). Et l'énergie, c'est de la lumière. Chaleur, rayonnements divers, lumière visible et tout le reste du spectre, ce sont des photons. Certains "éclairent" notre rétine et nous permettent de voir les choses, d'autres pas. Mais ces derniers permettent de voir en infra-rouge, en ultra-violet, en radio, en X etc. C'est de la lumière tout de même. Question de longueur d'onde quoi.
Alors, oui, 100% de la masse ne sera pas convertie en 100% de lumière visible, sauf erreur de ma part. Mais, en proportion, la lumière visible, c'est 2cm de large sur une bande de 2Km qui représenterait l'intégralité du spectre. Genre, la vision du crotale en infra-rouge est bien plus large. Il voit bien mieux et plus finement que nous avec notre "simple" lumière visible. Si on avait la vue du crotale, notre vision du ciel étoilé serait... psychédélique Y-31 . Et fantastique.
Dangereux ? Oui. Gaffe à tes doigts... T'as vu déjà avec une simple allumette ? Juste quelques milligrammes de phosphore et de soufre convertis (très partiellement) en énergie. Bobo les doigts...
 #37967    par bongo
 lundi 18 janvier 2016 à 11:59
Tutiou a écrit :
Il est cependant possible de produire des photons un par un grâce aux processus suivants :

transition électronique ;
transition nucléaire ;
annihilation de paires particule-antiparticule.

Je me suis dit que j'étais mal barré avec la transition électronique
Pourquoi ? C’est ce que tu fais en permanence là. Tu reçois des photons qui entraînent sans arrêt des transitions électroniques.
Et comme le dit Edji, quand il y a réactions chimiques, il y a re-configuration électronique, et donc transition électronique, c’est pourquoi il y a émission de photons.

Par contre, wikipedia oublie de dire qu’il existe pleins d’autres façons d’émettre des photons. En fait dès qu’un oscillateur descend en énergie, il émet un photon. Par oscillateur quantique je pense à :
- La liaison entre deux atomes, que l’on peut en première approximation modéliser par un ressort avec une constante de raideur simple. Cette liaison s’excite et se desexcite par absorption et émission d'infrarouges, d’ailleurs c’est de cette façon que tu détermines certaines types de liaisons par spectro : CO, CH, etc…

Après il y a certaines quantités cinétiques qui peuvent augmenter ou diminuer par incrément quantifié :
- Le moment cinétique, en effet, une molécule peut tourner à une certaine vitesse de rotation, et quand sa vitesse de rotation augmente ou diminue, cela se fait par absorption ou émission de photons. (par exemple quand on chauffe avec un micro-onde, on augmente la vitesse de rotation des molécules d’eau, et donc là on est dans les micro-ondes, et ondes radio).

Et puis dernière chose : l'agitation thermique des molécules, dès qu'il y a des chocs, cette énergie peut se convertir en excitation de liaisons, ou moment cinétique des molécules atomes, et ensuite convertie en photons quand ça se desexcite. (évidemment exploiter la chaleur ça ne marche que ton système reçoit moins d'énergie qu'il n'en émet, donc il faut une source froide... sacro sainte 2è loi de la thermodynamique)
Tutiou a écrit :Encore, créer des photons à partir du vide, j'ai vu que des expériences avaient été réalisées (avec des miroirs transformant des photons virtuels en photons réels).
Ah non, on ne crée pas des photons à partir du vide, en fait ce qu’on fait c’est appliquer un champ électrique suffisamment intense de sorte que l’on tire du vide des électrons et positrons virtuels et hop, ça accélère ces charges et on obtient des photons.

L’énergie pour créer les photons ne vient pas du vide, mais du champ électrique.

Tutiou a écrit :Et en convertissant de la matière en énergie pure, on ne pourrait pas créer de la lumière (en imaginant que j'ai le pouvoir de faire ça, dangereux tout de même) ? Ça me semble impossible, mais peut-être ai-je tort.
Tu ne peux pas convertir la matière en énergie pure tout simplement parce que tu violerais un certain nombre de lois de conservations :
- La charge électrique (un proton ne peut pas s’évanouir tout seul comme ça, il doit rester quelque chose pour porter la charge électrique qu’il a, sinon on viole la loi de conservation de la charge électrique (même chose pour l’électron)
- Le nombre baryonique, un neutron ne peut pas non plus disparaître comme ça, il porte une charge baryonique (un peu plus subtile que la charge électrique)
- Les nombres leptoniques (les neutrinos ne peuvent pas s’évanouir comme ça
Donc il reste peu de réactions permettant de convertir une fraction de la masse en énergie (processus nucléaire : ça se compte en fraction de % de la masse totale, et les réactions chimiques où c’est des millionièmes de fraction de %).

A moins de découvrir un processus qui violerait par exemple le nombre baryonique, et / ou le nombre leptonique (ce sont des processus envisagés à très haute énergie, et qui pourrait expliquer la violation de la symétrie matière anti-matière).
 #37971    par Tutiou
 lundi 18 janvier 2016 à 21:16
Donc, si je résume pour faire simple, des photons peuvent être produits par :

- transition électronique : un atome reçoit un photon, il est excité, puis se désexcite en le ré-émettant ;

- liaison entre deux atomes qui s'excite et se désexcite par absorption/émission d'infrarouge (c'est le même qu'au-dessus, non ?) ;

- augmentation/diminution de la vitesse de rotation d'une molécule ;

- agitation thermiques des molécules avec des chocs, qui a pour exemples les deux points précédents ;

- fluctuations quantiques du vide ;

- création de photons avec l'énergie d'un champ électrique suffisamment intense pour faire apparaître des particules/antiparticules, ce qui accélère les charges (là, je ne saisi pas trop), et création de photons ;

- allumer un bon feu...

Wow, c'est très précis tout ça, merci beaucoup ! Si je me suis trompé quelque part, n'hésitez pas, j'aime bien tout ce qui tourne autour de la lumière, alors autant ne pas faire d'erreur dessus !

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