[News] Un circuit RC quantique : les lois de Kirchoff mises à mal !

[Michel]

Une équipe mixte ENS/CNRS/CEA-Saclay du Laboratoire Pierre Aigrain a pour la première fois mis en évidence le comportement remarquable d'un circuit électronique lorsque sa miniaturisation est poussée à l'extrême. Ces résultats sont publiés dans la revue Science. Les chercheurs ont montré que les lois fondamentales de l'électricité, établies depuis 1845, ne peuvent plus décrire les propriétés d'un circuit électronique lorsque ses dimensions atteignent l'échelle nanométrique. Ce...

Lire la suite

[lephysicien]

1) Dans un circuit classique, l'impédance (effet combiné de la résistance et de la capacité) de deux composants en série est la somme des impédances de chacun. Or, les chercheurs ont mesuré sur leur circuit quantique une résistance équivalente en moyenne deux fois plus petite. Un tel circuit va donc pouvoir fonctionner deux fois plus vite que ce qu'on aurait pu attendre. C'est une bonne nouvelle !

2) De manière encore plus remarquable, pour un circuit classique R seul, la diminution du diamètre du fil conduit à l'augmentation de sa résistance. Dans le cas de ce circuit quantique, la résistance équivalente reste constante quelle que soit la constriction (et est bien plus faible que la nanorésistance mesurée seule).

Je pense qu'il serait interessatn de savoir si ces cherchuers se sont pencher sur les limites de ces effets quantiques, c'est a dire savoir a quelle dimansion et comment s'effectue le passage de la loi quantique a la loi classique. Ce qui permettrai d'ajouter une pierre a cette quete de dimension limite

[PA]

Bonjour,
Il serait plus exact de parler de la somme des impédances complexes dans un circuit classique en série. La somme des impédances simples (non complexes) n'a pas plus de sens physique aujourd'hui qu'hier. Bref, ne confondons plus impédance, impédance complexe et résistance. Merci pour elles ! PA

[Greenheart]

1) Dans un circuit classique, l'impédance (effet combiné de la résistance et de la capacité) de deux composants en série est la somme des impédances de chacun. Or, les chercheurs ont mesuré sur leur circuit quantique une résistance équivalente en moyenne deux fois plus petite. Un tel circuit va donc pouvoir fonctionner deux fois plus vite que ce qu'on aurait pu attendre. C'est une bonne nouvelle !

2) De manière encore plus remarquable, pour un circuit classique R seul, la diminution du diamètre du fil conduit à l'augmentation de sa résistance. Dans le cas de ce circuit quantique, la résistance équivalente reste constante quelle que soit la constriction (et est bien plus faible que la nanorésistance mesurée seule).

Cela fait un bail que mon modeste cerveau bouillonne à l'idée d'une théorie unifiée de la physique, une sorte de modèle de la matière, de l'espace et du temps qui serait entièrement cohérent à partir des faits observés.

Ce qui me fait plaisir, c'est que grâce à ce forum, je vais pouvoir collecter enfin les références aux expériences précises et reproductibles qui vérifient mes théories (hum... faisons quand même le tour de tout ce qu'il y a lire ici pour en être certain, et recueillons quelques avis critiques )

Pour résumer très vite, les deux observations ne m'étonnent en rien car selon mon hypothèse, toute particule (ou structure) dépassant une certaine vitesse par rapport à sa masse et sa taille cesse "d'informer" les particules environnantes représentant un obstacle ou ce que nous appelons la distance à parcourir d'un point à un autre.

Vu de l'extérieur, la particule arrive plus tôt que prévu à destination (= voyage plus vite avec la même vitesse/énergie de départ). Pour simplifier à l'extrême, à une certaine vitesse la particule (la structure) franchit le "mur de la réalité" et glisse sur le monde qui l'entoure, à son échelle.

Par exemple : une horloge atomique lancée en orbite (= à grande vitesse) revient sur terre en étant en avance par rapport à sa soeur jumelle qui n'a pas été en mouvement dans le même laps de temps.
Autre exemple : l'effet tunnel.

1°) Le circuit fonctionne deux fois plus vite que prévu car dans un tel circuit, la taille / masse des structure est plus faible, la vitesse de franchissement du mur de la réalité est plus basse : l'électron bouge à la même vitesse que dans le circuit de taille normal, mais il rencontre des structures (=obstacle, = distance à franchir) d'échelle inférieure : elles cessent d'être informées plus tôt de l'existence de l'électron = l'électron les "sautent" plus tôt que prévu.

Pour vérifier cette théorie :

a) si on augmente la tension (= vitesse de l'électron à travers le circuit), les électrons arriveront à une vitesse où ils s'échapperont du circuit, car celui-ci cessera d'être informés de leur existence (et réciproquement).

b) Avec une tension égale, si on abaisse la température du circuit (donc si on réduit la vitesse du mouvement brownien qui agite toutes les particules composant la matière), le même phénomène se produira (dans un premier temps, les électrons circulent plus vite que prévu, dans un second temps, ils s'échappent du circuit.)

Le même phénomène explique par exemple le champ magnétique créé par une bobine de fil de cuivre :

- les électrons projetés à une certaine vitesse (tension) à travers le fil sont encore accéléré par le mouvement circulaire (le moment).
- Ils dépassent la vitesse qui permet le franchissement du "mur de la réalité du cuivre" et de la distance qui les séparent de la plus proche paille de limaille de fer étalée sur la table.
- Les électrons apparaissent alors à un bout d'une paille de fer sur la table
- et du coup la paille est repoussée par les pailles voisines sur lesquelles ont attéri d'autres électrons de la même manière.
- Se forme l'image du champ magnétique dans la paille de fer dispersée autour de la bobine.

2°) La constance de la résistance malgré le rétrécissement du diamètre du fil s'explique par le fait que les électrons projetés ne tiennent plus compte de la distance représentée par le diamètre du fil : à cette échelle, leur vitesse escamote l'information qui pourrait permettre une réaction du fil à l'existence de l'électron.

A une échelle supérieure, la structure interne du fil représente une "réalité" qui demande une vitesse supérieure de l'électron (ou une température inférieure du circuit) pour s'affranchir de la même distance.

[fffred]

Ce que tu dis la tu le tire de quelque chose de sérieux, ou c'est toi qui l'imagine ?

[Greenheart]

Ce que tu dis la tu le tire de quelque chose de sérieux, ou c'est toi qui l'imagine ?

Il s'agit de déductions sérieuses accumulées depuis des années.

Note qu'une théorie est toujours imaginaires, mais les faits et le raisonnement qui les assemble ne le sont pas.

J'ai commencé à interprêter les faits scientifiques de cette manière après avoir lu un livre d'Asimov sur l'histoire des sciences, présentant toutes les théories élaborées par les scientifiques depuis les plus anciennes civilisations jusqu'aux années 80 - les complètements fausses comme celles qui sont encore en cours.

Au même moment, j'avais travaillé à partir de plusieurs livres sur la communication (notamment La réalité de la réalité de Paul Watzlavick sur une liste d'erreurs que le langage peut engendrer : comment les détecter, comment les enlever d'un texte.

Ensuite à l'époque j'étais passionné d'astronomie, de nanotechnologie, aussi je lisais tous les articles de vulgarisation scientifiques qui me tombais sous la main, et j'étais attentif aux news.

A un moment ça a fait clic, mon cerveau s'est mis à bouillonner tout seul, et je me suis retrouvé le lendemain matin avec beaucoup d'explications dans la tête.

En fait mon raisonnement était simple : il suffit d'enlever toutes les erreurs connues du langage dans un texte donnée. On obtient alors deux types de réponses :

1°) l'auteur de l'article ou celui qui parle ne sait pas : il fait un appel à l'autorité ("Einstein le savait, lui") ou bien il utilise le technobaratin ("je vous parle de quelque chose que vous ne pouvez pas comprendre, vous n'êtes pas scientifique") ou encore il confond la théorie et les faits ("le big bang a eu lieu il y a x années"), en s'économisant les frais d'un conditionnel - ou enfin il s'en sort par une pirouette ou une attaque personnelle.

2°) La deuxième réponse est nettement plus intéressante : débarassé de ses erreurs, le texte ou la conversation contient une série de faits en général extrêmement intéressants pour répondre aux questions que l'on se pose. Il faut alors raisonner scientifiquement : on avance une théorie, on avance une hypothèse de résultat selon cette théorie, on regarde si l'expérience et la contreexpérience ont été faites - et la plupart du temps oui, mais les résultats, les faits n'ont pas été interprétés selon votre théorie, donc demeurent présentés de manière illogique ou obscure.

Ce qui m'impressionne toujours c'est que le tableau de l'univers auquel je semble arriver reste logique et cohérent d'un bout à l'autre (en tout cas de mon point de vue), alors que chaque fois que j'interroge quelqu'un ou je lis un article classique, j'arrive très vite à des trous béants dans le raisonnement ou le savoir. Par exemple : qu'est que le temps ? qu'est ce que la gravité, l'inertie ?

A ce jour ma "théorie unifiée" parait tout expliquer : le temps, la gravité, l'inertie... d'une manière qui soit a déjà été vérifiée par l'expérience (la plupart du temps), soit qui laisse à place à des expériences précises qui permettrait de la vérifier encore plus - mais il faut un laboratoire de physique pour ça.

J'ai dû aussi élaborer une seconde théorie, qui elle porte sur le fonctionnement de la conscience humaine, car la définition du temps selon ma théorie engendrait des questions sur l'observateur humain de toutes ces expériences de physique, et les réponses étaient censés être "sous nos yeux", ce qui m'étonnait beaucoup.

Cette seconde théorie, est vérifiable au quotidien, sans laboratoire, même si d'autres expériences médicales la vérifient également, mais encore une fois, interprêtent les faits d'une manière quasi inexploitables.

[fffred]

oui donc tu fais de la philo (des sciences tout au plus), pas de la physique. As-tu au moins une vérification quantitative ?

[sinto]

bonjour
j'ai bien aimé votre résonnement mais il lui manque un peu de la logique .
c'est une méthode qui vous aide à poser des hypothéses mais pas à raisonner
j'espere que vous n'utiliserez pas le technobaratin avec moi
merci

[vincent]

ouai La théorie tunnel c'est bien connu....
C'est purement logique......

[aLEX_Be]

ton explication míntriguent et je me pose les questions suivantes:

si je comprends bien, selon toi les électrons quittent le circuit électrique pour aller se fixer sur la limaille de fer, or:

. si ils quittent ce circuit: la conservation de la charge n est plus assurée, tu devrais observer une baisse du courant (nombre de charge par seconde puisque tu as moins d electrons et que l energie cinetique des autres ne change pas).
. si ils se fixent sur la limaille, la masse de celle-ci augmente? ... du jamais vu!
. il se passe quoi lorsque tu baisses la tension apres, ou que tu ouvres ton circuit? le fil reste chargé (defaut d électons)?, ce n est pas le cas du tout.
. le champ magnetique n a aucunement besoin de limailles de fer pour exister. Je veux dire par la que aucun electron ne va se fixer nulle part.
. SURTOUT: je ne comprends pas pourquoi tu essayes d expliquer les effets du magnetisme par des phenomenes électrostatiques ... ... en plus d apres ton explication ca fonctionne aussi en courant continu!


B = d_phi/d_t = L d_i/d_t et puis c est tout. ... je suis bien conscient que ce dont j ai parle ici n explique en rien les phenomenes decrit par l article....

mon point de vue, en citant le texte original de la News:

"la taille des composants devient si petite que la description physique des phénomènes en jeu en est affectée : les lois de la physique macroscopique ne sont plus applicables" Si ils developpent une version quantique de la theorie des circuits, les etudiants des prochaines annees vont souvent avoir mal a la tete!



maintenant, il est aussi possible que je n ai (comme souvent) strictement rien compris a ce que as explique.