CITATION
Paul Dirac suggéra que l'on considère le vide
quantique non comme un milieu désertique, mais comme une mer d'électrons de
profondeur infinie où chaque électron occuperait un niveau d'énergie propre,
s'étalant sur une échelle allant de l'infini négatif jusqu'à une certaine
valeur maximale. Cette valeur maximale étant considérée comme le « niveau
de la mer », autrement dit l'état fondamental, le zéro de l'énergie qui
est la base pour définir toutes les autres.
Lorsqu'on fournit de l'énergie au vide sous la
forme d'un photon P (d'énergie égale à deux masses électroniques), une paire de
positron-électron est créée pendant une durée de vie très courte (10-21
seconde), correspondant respectivement à un état vide dans l'énergie négative
soit « trou dans la mer » et à un état d'énergie positive rempli.
Ce paisible « océan électronique »
reste virtuel et indétectable tant que rien ne le perturbe ; cependant des
fluctuations d'Énergie du vide peuvent être mises en évidence dans certaines
circonstances, par exemple lorsqu'un Photon d'énergie 2Mc² (où M est la masse
d'un électron) rencontre un Atome qui émettra au moment de l'impact une paire
électron- Positron (Figure 2) ayant pour durée de vie 10-21 seconde,
ceci en accord avec les solutions des équations du Principe d'incertitude de la
Mécanique quantique.
Un « trou » dans l'énergie négative de
la Mer de Dirac, c'est-à-dire une absence d'énergie négative, correspond à un
état d'énergie positive rempli, les deux états se convertissant respectivement
en une paire positron-électron lors d'une fluctuation d'énergie du vide.
COMMENTAIRES
Voilà ci-dessus le texte le plus surprenant de
toute l’histoire de la physique moderne, celui qui ouvre les vannes au délire
imaginatif des scientifiques, qui autorise toutes sortes de dérives
conceptuelles et qui a conduit lentement cette science du réel qu’est la
physique à perdre pied avec son objet propre.
De quoi d’agit-il ? Dirac considère le vide
« comme une mer d'électrons de profondeur infinie où chaque électron
occuperait un niveau d'énergie propre ». Un trou dans l’énergie
négative de cette mer correspondrait à un électron positif réel, l’autre état (le
trou rempli !) devenant un positron. Le vide est ainsi conçu comme une
réserve illimitée d’énergie négative d’où peuvent surgir de la matière bien
réelle, comme des particules virtuelles éphémères.
Les questions fondamentales sont alors les
suivantes : quelle est la réalité physique d’une mer d’énergie ?
Comment « quelque chose « que l’on nomme énergie peut-il bien
fluctuer ? Comment ce néant d’être qu’est le vide peut-il se transmuer en
particules ? Ce vide est rempli d’énergie, mais l’énergie a-t-elle une
quelconque réalité sous forme d’un objet physique ? Or ce vide plein
d’énergie agit et réagit, produit des particules et peut être perturbé. On ne
comprend pas très bien où se trouve le vice du raisonnement, ou plutôt on le
comprend très bien : il suffit d’user de E=mc², de l’équivalence
masse-énergie pour opérer le tour de passe-passe. Cette énergie remplissant le
vide de l’espace se transforme chaque fois en particule de sorte que le vide
reste vide d’objet physique réel afin qu’on puisse y circuler sans résistance (
car on ne pourrait guère se baigner dans une mer remplie de positrons réels)
mais reste disponible pour susciter des paires de particules. On aura compris
que ce tour de prestidigitation naturel est permis par l’ambiguïté fondamentale
portant sur la notion d’énergie.
Et en effet, pour que le vide puisse être
considéré comme l’état d’énergie la plus basse d’un système, il faut que cet
état transcrive la situation d’un objet physique. Car l’énergie en tant que
telle ne peut ni agir ni réagir, l’énergie c’est l’expression de l’état du
mouvement d’un phénomène physique. L’énergie n’existe pas indépendamment d’un
objet en mouvement elle est la mesure de sa quantité de mouvement.
Dés lors, la mer d’énergie négative de Dirac ne
saurait EXISTER comme pure énergie mais doit se penser comme un objet physique
réel, être définie avec ses propriétés qui lui autorise l’action et la réaction
et la possibilité même d’un changement
d’état en particule – car la pure énergie ne peut se transformer en matière.
Dés lors, si le vide n’est pas un réservoir infini d’énergie, il est alors un
espace tout entier constitué d’une substance dont le mouvement peut se mesurer
et se transcrire sous le vocable d’énergie.
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