[News] Le LHC démythifié: balayer les peurs autour de l’accélérateur

[Ze Venerable]

Yo! et pourquoi l'entropie devrait augmenter stp ?

[bongo1981]

parce que tout système interagit avec son environnement, ou avec ces constituants. Ca perturbe le système et ça le désordonne.

Tu vois bien que pour l'état orientation neutre, il y a 2 configurations possibles alors que pour les autres il n'y en a qu'un.

Avec 2 particules c'est négligeable puisque les probas sont 1/2 et 1/4 et 1/4.
Ramené sur 1e25 particules, ça joue un peu

[adagio]

Quand j'etait a la fac, je l'ai bien constaté que l'entropie augmente sans cesse, en regardant l'etat de ma chambre dans le temps

[Maulus]

pour moi c'est réellement insinifiant comme donnée...
en quoi ce niveau d'entropie est important en thermodynamique ?

[Ze Venerable]

donc dans ton exemple le 2é principe fait que le système aura tendance à passer à l'état "neutre" (s'il n'y est pas déjà). On peut voir ça en terme de stabilité ? Plus c'est "désordonné" et plus c'est stable ?

[bongo1981]

pour moi c'est réellement insinifiant comme donnée...
en quoi ce niveau d'entropie est important en thermodynamique ?

C'est quand même le 2nd principe de la thermodynamique. Quand on te présente une machine qui diminue l'entropie d'un système, tu peux considérer que la machine ne marche pas. Le 2nd principe met en évidence la flèche du temps. (donc ce n'est pas insignifiant).

donc dans ton exemple le 2é principe fait que le système aura tendance à passer à l'état "neutre" (s'il n'y est pas déjà). On peut voir ça en terme de stabilité ? Plus c'est "désordonné" et plus c'est stable ?

Non, pas en stabilité, mais en terme statistique, l'état le plus désordonné a le plus d'occurrence.

[Maulus]

bongo, refroidir un matériaux pour diminuer l'éxitation de ces atomes, c'est pas diminué l'entropie ?

[Aldebaran]

augmenter plutot non ?

[buck]

bongo, refroidir un matériaux pour diminuer l'éxitation de ces atomes, c'est pas diminué l'entropie ?

localement oui
mais pour le faire tu produit de l'energie par ailleurs (faisceau laser par exemple) dc au niveau global tu augmente l'entropie

[bongo1981]

Voui ça diminue l'entropie du matériau (par exemple un gaz dans un frigo).
Mais ton système n'est pas isolé, il échange de l'énergie avec... le FRIGO !!

Et pour que le frigo marche, il faut que tu le branches, donc ton frigo doit consommer de l'énergie. En prélevant de la chaleur à ton gaz dans le frigo, le frigo réchauffe l'environnement. Ce prélèvement d'énergie ne peut se faire spontanément.
Tu peux te poser une question : est-ce que la chaleur prélevé au gaz à l'intérieur correspond à la chaleur pour réchauffer l'environnement du frigo ? En d'autres termes, est-ce qu'en ouvrant la porte du frigo est-ce que l'on retrouve la température initiale ?
La réponse est non, ce sera plus chaud (le désordre a augmenté [mais désordre n'est pas synonyme d'entropie]).

[Maulus]

ouais mais si l'univers c'est refroidit en se dilatant, ou qu'il a piqué de l'energie, et dans de telle condition, comment l'entropie peut elle augmenter puis que la température globale de l'univers tend vers 0 ?

[bongo1981]

La réponse est contenue dans ta question :
- l'entropie n'est pas la température.

Je te donne un exemple simple :
- de l'alcool à 95°C (c'est gazeux)
- de l'eau à 96°C (c'est liquide)

L'eau qui est plus chaude a une entropie plus faible que l'alcool.

Un autre exemple : tu prends par exemple un objet n'importe lequel. Il est en équilibre thermodynamique avec son environnement, donc tu peux lui définir une température. Cet objet se fait absorber par un trou noir. L'entropie total du système objet + trou noir a augmenté alors que la température du trou noir a diminué.

[Maulus]

tu m'embrouille avec l'idée de sublimation des liquides en gaz...

tu apporte de la matière supplémentaire au trou noir, donc forcement le nombre de particule élementaire augmente et indirectement le nombre de combinaison de désordre aussi. donc l'entropie. qu'il refroidisse, je sais pas pourquoi ?

[Maulus]

La réponse est contenue dans ta question :
- l'entropie n'est pas la température.

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Il est en équilibre thermodynamique avec son environnement, donc tu peux lui définir une température.

sa aussi, je comprend pas comment ces affirmations peuvent cohexister...

[bongo1981]

tu m'embrouille avec l'idée de sublimation des liquides en gaz...

C'est de la vaporisation (la sublimation c'est de l'état solide à l'état gazeux). C'est juste un exemple concret où l'entropie d'un objet chaud est plus faible que l'entropie d'un objet plus froid, comme quoi il ne faut pas identifier l'entropie à la température.

tu apporte de la matière supplémentaire au trou noir, donc forcement le nombre de particule élementaire augmente et indirectement le nombre de combinaison de désordre aussi. donc l'entropie. qu'il refroidisse, je sais pas pourquoi ?

Bah non la quantité de matière n'a pas changé, je considère le système objet + trou noir.
Plus un trou noir est gros plus il est froid.

[Victor]

Juste une petite question pour bongo si j'ai bien compris il existe une énergie qui croit avec le volume, on a appelé ça l'énergie du vide du fait que l'univers est en expansion accélérée, dans ton bilan comment tu gères ce fait que plus l'univers gonfle plus l'énergie correspondante le fait gonfler c'est en contradiction avec les principes de la thermo...

[Maulus]

l'entropie a une relation avec l'espace disponible pour un nombre de particule donné ?

[bongo1981]

Juste une petite question pour bongo si j'ai bien compris il existe une énergie qui croit avec le volume,

ça c'est toi qui le dis.

on a appelé ça l'énergie du vide du fait que l'univers est en expansion accélérée,

On a observé (d'après les données des supernovae de type Ia), que l'expansion de l'univers s'accélère.
Dans les équations d'Einstein, cela peut être expliqué par la constante cosmologique.
Ensuite tout le reste n'est que spéculation.
En effet, les physiciens quantiques pensent que ça peut être rapproché de l'énergie du vide. Mais sans une théorie quantique de la gravitation on ne peut pas répondre de manière rigoureuse.

dans ton bilan comment tu gères ce fait que plus l'univers gonfle plus l'énergie correspondante le fait gonfler c'est en contradiction avec les principes de la thermo...

Avec quel principe de la thermo ? (sachant que ton hypothèse intiale n'est pas forcément vraie).

[Victor]

Le principe de la conservation, le principe que l'énergie ne se crée pas ex nihilo et que par la suite le calcul de l'entropie est faussé... puis concernant la constante cosmologique Papa Einstein disait que c'était sa plus grosse bourde Einstein au départ pensait un univers statique

[bongo1981]

Je viens de comprendre ta question...

Selon les théories actuelles, l'univers est en expansion accélérée. Comme la quantité de matière est constante dans l'unvivers, la densité diminue (puisque l'univers est en expansion, autant de matière est contenue dans un volume plus grand).
Par contre, l'énergie sombre est responsable de l'expansion accélérée. Or selon certain modèle la densité de l'énergie sombre reste constante, malgré l'expansion (du volume est créé).

Donc tu en conclus que l'énergie du vide doit augmenter (densité constante, mais l'expansion augmente le volume).

(dis moi si j'ai bien compris ton raisonnement).

Tu en déduis que l'énergie du vide augmente, et que si la 1ère loi de la thermodynamique est vraie, alors le vide doit trouver de l'énergie quelque part pour "alimenter" cette expansion.

Je trouve que ta question est pertinente, mais je n'ai pas la réponse. Il faudrait que je fasse quelque recherche...

PS : est-ce que l'on peut relier ça au redshift ? (les photons rougissent, ils perdent donc de l'énergie ? où va-t-elle ?). Il faut approfondir ces points là...

[Victor]

En fait je suis plus modeste que ça dans mes connaissances ils en parlaient dans une news où il mettaient en évidence d'une énergie antagoniste à la gravitation... Voir lien ci dessous, mais je pense que ta formulation reprends ça...Un truc sur l'expansion accélérée viewtopic.php?t=7193&start=0&postdays=0&postorder=asc&highlight=expanssion+acc%E9l%E9r%E9e

[Victor]

Re question à Bongo... Comment on mesure l'effet de l'antimatière au point de vue gravitation ? Pour faire de telles mesures il faut refroidir l'échantillon d'antimatière et voir son comportement par rapport à un champs de gravité... Bref comment sait on que l'anti matière réagit de la même manière que la matière au point de vue gravitation ?

[bongo1981]

Re question à Bongo... Comment on mesure l'effet de l'antimatière au point de vue gravitation ?

Il n'y a pas de mesure expérimentale, les antiparitcules d'antimatière y sont insensibles (la gravitation est trop peu intense pour être décelée). La seule solution est de le faire macroscopiquement, mais il n'y a pas d'antimatière dans l'univers. (j'entends par là pas de région où l'on voit des anti étoiles, des anti galaxies).

Si tu te poses cette question en supposant que l'antimatière est de l'énergie négative donc de la masse négative tu fais erreur. L'antimatière prédite par l'équation de Dirac a une interprétation : énergie négative c'est équivalent à changer la direction du temps dans les équations. (et de toute façon de la masse négative n'a aucun sens, leur mouvement dans les champs magnétiques le montrent !! les antiparticules satisfont la 2ème loi de Newton F=ma).

Il existe aussi une autre réponse dans la théorie quantique des champs. En effet, d'après la théorie d'Einstein, le champ de gravitation est un champ tensoriel. Cela se traduit en théorie quantique des champs en un champ de force véhiculé par un boson de spin 2. Il se trouve que tout champ véhiculé par un boson de spin 2 est attractif et jamais répulsif.

Donc il n'y a pas de réponse expérimentale, mais de profondes raisons de cohérence interne, et de considérations esthétiques.

Pour faire de telles mesures il faut refroidir l'échantillon d'antimatière et voir son comportement par rapport à un champs de gravité... Bref comment sait on que l'anti matière réagit de la même manière que la matière au point de vue gravitation ?

NON !! (la gravitation est négligeable à l'échelle microscopique).

[adagio]

Il me semble que l'antimatiere decoule "directement" de la theorie de la gravitation d'Einstein, afin de resoudre la rupture du principe de causalité.

Antimatiere qui fut d'aileurs detectée aprés la prediction par la theorie.
Dans les 2 cas, theorie et detection, la masse est la meme que pour la matiere dite "ordinaire"

[bongo1981]

Il me semble que l'antimatiere decoule "directement" de la theorie de la gravitation d'Einstein, afin de resoudre la rupture du principe de causalité.

euh... la théorie d'Einstein ne concerne que l'espace-temps, et la gravitation.

Antimatiere qui fut d'aileurs detectée aprés la prediction par la theorie.
Dans les 2 cas, theorie et detection, la masse est la meme que pour la matiere dite "ordinaire"

Tu as raison sur ce point, Dirac voulait formuler une description quantique relativiste que l'équation de Schrödinger ne permet pas. Par ailleurs l'équation de Klein-Gordon n'était pas satisfaisante à cause de l'ordre des dérivées (ordre 2 en espace et temps). Pour baisser d'un degré, il faut introduire un objet mathématique qui s'appelle un bispineur (une sorte de vecteur à 4 composantes, ce n'est pas un quadrivecteur).
Une combinaison des composantes donne la description d'une particule de spin 1/2, une autre, d'une particule de spin -1/2 (ce sont des particules ayant une énergie positive).
Il y a aussi des solutions d'énergie négative, mais il faut les interprêter (par renversement du temps la particule se comporte comme une particule normale d'énergie positive). Il se trouve qu'il faut la considérer comme une particule de charge opposée à la particule (et de ce fait elle a une énergie positive).