© 2003 Donald Briglia
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Ceci est la suite des commentaires de Donald Briglia sur le mystère du nombre à trois chiffres, 137, et sa relation avec la mécanique quantique. (Veuillez consulter le Journal d’automne et d’hiver, y compris l’éditorial : « La petite blague de Dieu à trois chiffres sur la science quantique. ») Alors que certains lecteurs ont trouvé l’article difficile, beaucoup d’autres J’ai trouvé l’article passionnant. Le nombre à trois chiffres, 137, a longtemps dérouté les experts en physique quantique, notamment Werner Heisenberg, père du célèbre principe d’incertitude, qui a déclaré que tous les dilemmes de la physique quantique s’atténueraient si ce même nombre à trois chiffres était un jour expliqué ! Les Urantiens chevronnés devraient noter que la relation entre 137 et les Cahiers d’Urantia est évidente… l’un étant la Source et le Centre Premier, trois la Trinité et sept la limite des différentes associations de la Trinité. Cependant, Donald Briglia, un physicien californien, nous emmène au-delà de l’évidence dans les eaux plus profondes de la mécanique quantique. Je vous invite à franchir le pas avec lui. Vous constaterez que cela en vaut la peine.
Larry Mullins
Dans la première partie, un modèle simplifié de l’origine de « tous » les quanta de lumière, les électrons optiques changeant leur état d’énergie, a été présenté pour mettre en évidence le rôle historiquement important de la spectroscopie de la lumière dans l’élucidation de la structure atomique. Comme indiqué dans la première partie, « lorsque des calculs sont effectués pour prédire théoriquement les caractéristiques spectrales, le nombre 137 apparaît, dont Sommerfeld a nommé l’inverse la « constante de structure fine » (fsc), et désigné par la lettre grecque alpha (). Dans la littérature technique, 137 et son inverse sont appelés constante de structure fine (fsc). L’expression du fsc implique la valeur de la charge d’un seul électron (électrodynamique), la vitesse de la lumière (relativité) et la constante de Planck (théorie quantique), qui ont toutes des unités dimensionnelles, par exemple des mètres par seconde. Pourtant, le fsc est sans dimension, donc 137 est un nombre pur (et premier).
« Le fait que l’alpha soit sans dimension a conduit certains physiciens à spéculer que sa valeur a une signification fondamentale. Il décrit une propriété fondamentale de l’univers, et la question est de savoir si sa valeur est simplement un accident de la façon dont l’univers a été constitué, ou si sa valeur est déterminée par un principe profond que nous n’avons pas encore découvert. »
[http://www.physicscentral.com/action/action-02-2c.html]
Pour élargir notre caractérisation de la lumière au-delà de l’expérience quotidienne, il existe d’autres sources de photons dont les longueurs d’onde se situent dans la région visible du spectre électromagnétique et sont techniquement identiques à celles de la lumière. Ceux-ci incluent « la désintégration radioactive, la triboluminescence, la bioluminescence, la sonoluminesence, l’annihilation particule-antiparticule » et l’accélération de particules chargées libres (électrons, protons, ions positifs et négatifs, etc.) qui peuvent produire un « rayonnement cyclotron/synchrotron, un rayonnement de Bremsstrahlung ou Cherenkov ». radiation." [Voir, par exemple, http://www.wikipedia.org/wiki/light]
« Des manifestations d’énergie ondulatoire accompagnent aussi les activités des corps positifs et des autres éléments du stade électronique. » [LU 42:5.6] Les photons produits par ces sources sont indiscernables de ceux résultant de l’émission spectrale atomique de la même longueur d’onde.
Une caractérisation plus robuste est donc que la lumière résulte de la dynamique des charges électriques ou, communément, de l’électrodynamique. Pourtant, à un niveau plus profond, même ces sources de lumière apparemment non électroniques peuvent être dues à des électrons virtuels qui apparaissent brièvement et rayonnent de l’énergie électromagnétique puis disparaissent, maintenant les niveaux d’énergie aux valeurs minimales que la nature préfère et se comportant de manière à ce que l’énergie est conservé. Ceci est suggéré par la mobilité extrêmement élevée de l’électron dont la masse très légère par rapport au proton (tout en possédant la même ampleur de charge électrique, étant ainsi aussi « puissant ») en fait le candidat idéal pour « se déplacer » très rapidement (accélération presque deux mille fois plus rapide qu’un proton subissant la même force électrique !). L’électron génère des photons dans son rôle de maintien de l’équilibre énergétique dans la réalisation incessante d’états d’énergie minimum tout en conservant l’énergie, caractéristique de tous les processus du système énergie-matière. Le concept de particules virtuelles et de photons qui apparaissent et disparaissent n’est pas rare dans la description des phénomènes quantiques. Par exemple, les résultats d’expériences ont été interprétés pour révéler qu’à mesure que l’on s’approche du noyau central de la particule, l’électron peut exercer une force plus forte que celle attendue par l’ampleur de sa charge électrique, selon les physiciens de l’Université Purdue [http://www.purdue.edu/UNS/html4ever/970110.Koltick.electron.html]; tandis qu’autour de ce noyau se trouve un « nuage » flou de particules virtuelles, qui clignotent dans et hors de l’existence par paires. (Est-ce que cela pourrait être une activité ultimatonique ? [LU 42:6.2] )
Si la charge effective de l’électron augmente à mesure que la distance d’interaction diminue jusqu’à atteindre les faibles valeurs caractéristiques des conditions physiques de collision à haute énergie, la valeur effective de alpha augmente également, comme nous le verrons plus tard. Ainsi, dépend de l’énergie de collision, ce qui fournit en principe un outil analytique pouvant conduire à une expérimentation accrue à diverses énergies pour élucider davantage la nature de cette quantité importante.
Bien qu’il puisse sembler que les physiciens soient mystiques ou non scientifiques lorsqu’ils utilisent des concepts tels que des unités d’énergie virtuelles apparaissant mystérieusement et des dispositifs mathématiques comme « l’opérateur de création » dans des calculs et des considérations quantiques, la théorie spéciale de la relativité exige l’utilisation de ces concepts. La célèbre expression de la relativité restreinte d’Einstein, , l’énergie est égale à la masse (quantité) de matière multipliée par la vitesse de la lumière au carré [LU 42:5.4], prédit que la matière et l’énergie peuvent échanger, donc la théorie quantique doit être applicable à un processus dans lequel, par exemple, un rayonnement se transforme en particules. C’est exactement ce qui se produit lorsqu’un électron et sa charge opposée, un positon, sont créés lorsqu’un photon de rayon cosmique suffisamment énergétique est converti en deux particules par le champ énergétique très puissant du noyau d’un atome dans un processus connu sous le nom de production de paires. Bien entendu, aucune nouvelle énergie n’est créée par le processus, mais simplement un échange entre le rayonnement (électromagnétique) et les énergies matérielles.
Dans un sens, les théoriciens « se vengent » des restrictions imposées par l’incertitude quantique. Ces unités d’énergie virtuelle postulées, et dont la théorie décrit les activités comme des interactions au niveau quantique, existent pendant des périodes de temps si courtes que le principe de conservation de l’énergie n’est pas violé, grâce à une « licence » du principe d’incertitude de Heisenberg !
L’électrodynamique quantique (EDQ), « l’étrange théorie de la lumière et de la matière » (Feynman), est une science très réussie et très appréciée spécialisée dans l’interaction de la lumière et de la matière. Elle a été développée comme une théorie quantique avancée pour surmonter les problèmes que la théorie quantique ordinaire (elle-même une extension de la mécanique classique et de la théorie électromagnétique pour surmonter leurs problèmes) avait dans son traitement des rayonnements. QED est une « théorie des champs de l’électromagnétisme relativiste au niveau quantique » (ce qui signifie que le champ d’énergie électromagnétique est quantifié et la relativité est incorporée dans les calculs) qui inclut l’électrodynamique classique dans la limite des champs élevés. Les calculs de QED sont considérés comme les plus fiables, et une propriété de l’électron (moment magnétique anormal) prédite par QED a été confirmée expérimentalement à 11 chiffres décimaux !
QED prédit également la valeur du fsc avec de nombreux chiffres décimaux, ce qui a conduit à un tout nouveau groupe de mesures dans des contextes non optiques. Ainsi, le fsc suscite un intérêt actif en matière d’expérimentation et de mesure, bien que défini pour la première fois dans les travaux du début du 20e siècle. Des mesures sont effectuées dans divers domaines de l’interférométrie atomique, de la spectroscopie laser de précision, de la spectrométrie de masse à ions uniques, de la résonance cyclotronique ionique, de l’effet Hall quantique, de l’effet AC Josephson, du moment magnétique des électrons et des positons et de l’interférométrie des neutrons/recul des photons. La valeur du fsc telle que donnée par QED est largement acceptée, chacun de ces domaines doit donc se soumettre à l’épreuve de comparaison de ses résultats avec ce champion des théories.
Quelle doit être la constante d’une constante physique ? L’analyse de la lumière provenant de sources astronomiques est un moyen de remonter le temps et a été utilisée pour vérifier la constance du fsc sur des périodes cosmiques.
« Les physiciens mesurent les valeurs de grandeurs fondamentales comme la vitesse de la lumière et la charge de l’électron. Les cosmologistes utilisent les résultats dans leurs études sur l’origine de l’univers, il y a environ 12 milliards d’années, et ils supposent que les chiffres n’ont pas changé au cours de cette période.
« Alpha précise la force avec laquelle les ondes électromagnétiques (comme la lumière ou les rayons X) affectent les particules chargées (comme les électrons et les protons). Alpha est en fait un rapport sans dimension – toutes les unités s’annulent et impliquent trois quantités : »
— la charge de l’électron
— la vitesse de la lumière
— une constante fondamentale de la mécanique quantique.
« L’idée qu’une ou plusieurs de ces quantités changent au fil du temps est généralement très peu attrayante, même si quelques théories suggèrent que cela pourrait se produire. L’effet observé étant faible, de nombreux physiciens ont décidé d’attendre des résultats supplémentaires avant de porter un jugement. »
« Les spectres des quasars enregistrés à l’observatoire Keck à Hawaï impliquent qu’une constante physique fondamentale pourrait avoir légèrement augmenté au cours des six derniers milliards d’années. »
«Mais voici maintenant un résultat qui pourrait renverser cette hypothèse. Un groupe de recherche affirme que la constante de structure fine, écrite sous la forme de la lettre grecque alpha , a augmenté au cours des six derniers milliards d’années. Certes, l’augmentation n’est que d’une partie sur 100 000 – c’est assez faible – mais c’est suffisant pour être très inquiétant.» [http://www.physicscentral.com/action/action-02-2-print.html]
Peut-être que le très petit changement de l’alpha ne devrait pas être considéré avec surprise. Notre soleil est une étoile variable. Notre galaxie évolue. Le cosmos tout entier est en constante évolution. L’espace s’agrandit. Ainsi, l’espace au sein de la matière s’agrandit. Il n’est pas surprenant que toutes ces variations et expansions entraînent des changements mineurs des constantes physiques sur des intervalles de temps cosmiques. « Le Paradis est sans mouvement et il est la seule chose immobile dans l’univers des univers. » [LU 0:4.12] « L’Ile éternelle est absolument au repos ; toutes les autres énergies organisées ou en cours d’organisation sont en mouvement perpétuel.» [LU 105:3.4] «L’espace pénétré approche maintenant du point médian de sa phase d’expansion» [LU 11:6.4], «un milliard d’années.» [LU 11:5.8] «…le contenu spatial d’un atome [n’est pas] vide. » [LU 42:5.16]
La compatibilité d’une expansion de l’espace avec une légère augmentation de l’alpha dépend de l’évolution des connaissances sur les structures internes des électrons et des atomes. Puisque la constante de force coulombienne (le « k » dans la première partie, La valeur d’Alpha) qui contient dans son expression « epsilon subzero », la permittivité de l’espace libre, entre dans la formule du fsc, cela pourrait être un candidat pour un variation à long terme conduisant à l’évolution cosmique de l’alpha.
Il a été noté dans la première partie que la constante est légèrement supérieure à 137, qui est sa valeur aux faibles énergies d’interaction. La valeur de cette constante diminue aux très hautes énergies atteintes par les accélérateurs de particules modernes : « Il convient de noter que la « constante » de structure fine n’est pas vraiment une constante. La charge électrique effective de l’électron varie en fait légèrement avec l’énergie, donc la constante change un peu en fonction de l’échelle d’énergie à laquelle vous effectuez votre expérience. Par exemple, 1/137 est sa valeur lorsque vous faites une expérience à très basses énergies (comme l’expérience avec une goutte d’huile de Milliken), mais pour les expériences à grandes énergies d’accélérateur de particules, sa valeur passe à 1/128. [http://www.physlink.com/Education/AskExperts/ae186.cfm]
« La quantité d’énergie absorbée ou libérée lors d’un changement de position des électrons ou autres éléments est toujours un « quantum » ou un multiple du quantum, mais le comportement vibratoire ou ondulatoire de ces unités d’énergie est entièrement déterminé par les dimensions des structures matérielles en jeu. Ces vagues énergétiques ondulatoires ont 860 fois le diamètre des ultimatons, électrons, atomes ou autres unités qui leur donnent naissance. » [LU 42:4.14]
Pourquoi 860 (= deux pi fois ) fois le diamètre est-il égal à la longueur d’onde ? [LU 42:4.14] Il s’agit d’une relation conceptuelle très importante car elle relie les aspects ondulatoires et particulaires des unités d’énergie. Une dérivation mathématique relativement simple et directe (mais longue) commençant par l’équation qui énonce la conservation de l’énergie appliquée au système atome et photon conduit à la règle des 860 [la longueur d’onde est égale à 860 fois le diamètre (L = 860 d)] et montre qu’elle s’applique exactement à la lumière rayonnée lorsqu’un électron et un proton se combinent pour former un atome d’hydrogène à l’état fondamental (discuté dans la première partie) à partir de deux particules initialement séparées à l’infini. (Il existe des raccourcis possibles dans la dérivation mais il est plus rigoureux de partir du principe de conservation de l’énergie ; dans ce cas c’est un point de départ nécessaire puisqu’une nouvelle unité d’énergie qui n’existait pas auparavant est créée dans le processus, le photon. )
La combinaison radiative d’un électron et d’un ion positif pour former un atome ou une molécule électriquement neutre est un exemple de processus qui « fonctionne ainsi » [LU 42:4.14], et la formule peut être appliquée directement. Ce qui est utile à propos de cette expression, c’est que la longueur d’onde peut être facilement mesurée avec une grande précision (le résultat pratique de siècles de développement en optique). Ainsi, le diamètre de l’atome, qui ne peut pas être mesuré directement, peut être déterminé ou au moins estimé en divisant En règle générale, la longueur d’onde est de 860. Puisque les atomes n’ont pas de limites rigides ni de dimensions bien définies, les estimations de leur taille sont souvent très utiles.
Par exemple, nos yeux sont plus sensibles dans la région verte du spectre, où la longueur d’onde est de l’ordre de 5 000 angströms. La lumière provenant de la combinaison électron/proton pour former l’atome d’hydrogène électriquement neutre est environ 5,5 fois plus énergétique et la longueur d’onde est d’environ 909,1 angströms, ce qui se situe bien dans la région ultraviolette du spectre, au-delà de la vision humaine mais facilement mesurable avec des instruments. Ainsi, le diamètre de l’atome est donné par la règle comme d = 909,1 / 860 Angströms ou 1,0571 Angströms, ce qui donnerait comme rayon de la première orbite de Bohr, correspondant au numéro quantique un, 0,5285 Angströms, qui doit être comparé au valeur acceptée de 0,5291 Angstroms. [Voir http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?bohrrada0#mid] L’accord est très bon, à environ un dixième de un pour cent.
Cette expression constitue donc un lien entre les concepts de particule et d’onde, et montre en outre que « regarder la lumière » constitue un moyen très pratique d’effectuer un grossissement des dimensions atomiques, autrement méconnaissables directement.
La règle 860 fournit ce que l’on appelle en spectroscopie optique un term. Chaque terme correspond à un niveau d’énergie quantique différent de l’atome. Pour un cas plus général de transitions électroniques inter-niveaux [LU 42:5.6], la règle 860 peut être appliquée à chacun des deux termes, correspondant aux deux niveaux d’énergie impliqués dans la transition, et une différence prise, ce qui est une procédure spectroscopique standard. Lorsque cela est fait, l’inverse de la longueur d’onde est donné par la différence des réciproques des diamètres de l’atome (orbite électronique), correspondant aux deux niveaux d’énergie, divisée par 860. [Pour plus de détails, voir, par exemple, Tallqvist. http://www.vtt.fi/tte/samba/staff/st/no860.htm]
Notre exemple a été choisi par simplicité pour que l’un des termes soit zéro, correspondant à la sélection du zéro d’énergie étant l’état de séparation infinie et de vitesses initiales négligeables de l’électron et du proton, choisies comme conditions initiales en énergétique.
Il était indiqué dans la première partie : « Au moment où les articles ont été révélés, certains livres de physique considéraient la constante de Planck comme une quantité, représentée par le symbole « », tandis que d’autres la considéraient comme . Si ce dernier avait été référencé dans les Papers, le nombre aurait été 137 et non 860. » Cela signifie-t-il qu’il y aurait alors eu une incertitude de deux pi ? Il est possible, mais plus probablement, que la logique de dérivation qui a conduit à la relation mathématique L = 860 d (la longueur d’onde est égale à 860 fois le diamètre) conduirait à l’incorporation des deux facteurs pi dans la dimension indiquée, par exemple « la crête de à travers l’énergie ondulatoire, les ondulations sont 137 fois la circonférence ( C ) des… atomes… donc performants, " ou, , est une déclaration équivalente, mais très verbeuse et pas aussi simple comparée à la déclaration dans les Cahiers d’Urantia, dont la concision est remarquable et typique. (L’hypothèse selon laquelle l’unité a une circonférence peut être déduite de l’utilisation de « diamètres » dans la formule « 860 fois les diamètres du… » [LU 42:4.14])
Pour dériver une formule qui montre la relation entre la longueur d’onde du photon émis et la taille approximative de l’atome dans notre exemple de formation radiative d’un atome d’hydrogène à l’état fondamental, en utilisant un modèle physique simple plutôt que la longue approche mathématique de conservation de l’énergie, considérons que la lumière rayonnée se déplace 137 fois plus vite que l’électron sur son orbite (voir Partie I). Ainsi, pendant le temps où l’électron rayonnant fait un tour, couvrant une distance de pi fois le diamètre (la circonférence de l’orbite), l’émission électromagnétique s’étend 137 fois cette distance, ou 137 fois pi fois le diamètre, ou la longueur d’onde est égale à 860. fois le rayon.
Ce modèle physique simple correspond dans une proportion de deux à l’expression exacte dérivée de l’approche beaucoup plus longue et lourde de conservation de l’énergie. (Le raccourci pris ici est de supposer l’exactitude du résultat , la lumière se déplace 137 fois plus vite que l’électron, à partir des calculs de l’atome d’hydrogène, voir Partie I, La connexion 860 (dans les Cahiers d’Urantia). Puisque la dérivation menant à est si simple et transparente qu’il est peu probable que l’hypothèse soit contestable. Elle est bien acceptée et a été largement intégrée dans les calculs de physique, et souvent « » apparaît comme « . ») Le résultat intéressant obtenu suggère que le photon est émis lorsque l’électron est à une distance plus grande du proton que ne le suppose notre modèle.
L’hypothèse a été faite que le photon est émis de manière synchrone, l’émission commençant lorsque l’électron atteint une position très proche du rayon de l’orbite de l’état fondamental (mais toujours dans l’espace interélectronique où le modèle autorise le rayonnement) et se terminant (est entièrement émis) lorsque l’électron a accompli un cycle complet de son mouvement après le départ, environ un cent milliardième milliardième (dix puissance moins dix-huitième) de seconde plus tard, moment auquel il se trouve exactement dans son rayon d’état fondamental. Il s’agit d’une hypothèse raisonnable et doit être faite car le modèle ne fournit aucun détail sur les spécificités de l’émission de lumière, mais uniquement les niveaux d’énergie de l’atome à partir desquels sont calculées les longueurs d’onde de la lumière résultant des transitions entre ces niveaux d’énergie. On est donc seul ici en ce qui concerne la manière dont le photon est émis et tous les détails de ce que fait l’électron lorsqu’il rayonne de l’énergie électromagnétique. (Rappelons que c’est après coup l’analyse des spectres lumineux qui a conduit au modèle.)
Le résultat montre que la nature générale de l’hypothèse est correcte et qu’elle mérite d’être affinée. Nous spécifions maintenant les conditions telles que le photon soit émis alors que l’électron est dans l’espace interélectronique plus loin que la première orbite de Bohr mais plus proche que celle correspondant au niveau d’énergie . Le photon est supposé être émis lors d’un transit électronique de 360 degrés autour de l’atome dans un rayon où l’électron est 58,7% plus éloigné et où la vitesse de l’électron est 25,9% inférieure à celle de la première orbite de Bohr (par rapport à à 50% inférieur pour l’orbite n = 2). Ces pourcentages résultent de considérations sur la description mathématique de l’atome d’hydrogène et ne sont pas arbitraires et conduisent au facteur (deux à la puissance moins un tiers) dans les nombres pour la vitesse de l’électron et son rayon, et rayon, . La longueur du trajet électronique résultante est $1.587 \pi d, so the light wavelength is 137 times 1.259 times the electron path or , so . Le choix du rayon plus grand, suggéré par la première analyse simple de ce modèle de combinaison radiative d’électrons et de protons pour former un atome d’hydrogène à l’état fondamental neutre, donne le résultat correct.
Ce choix d’un diamètre d’orbite rayonnant égal à (deux puissance moins un tiers fois d, le diamètre de l’orbite n = 1 ), a pour conséquence que la fréquence de rotation des électrons est exactement égale à la fréquence de la lumière émise, la relation de physique classique entre la source et le signal, ce qui renforce la confiance dans l’approche adoptée ici. [Pour une autre approche sur la façon d’établir la relation 860, voir D. Massey, http://www.ubfellowship.org/archive/science/doc093.htm.]
Les modèles sont très importants au niveau discret puisque l’on peut alors partir d’un calcul approximatif et par comparaison avec l’expérience améliorer les résultats en affinant le modèle. Mais ces modèles représentent-ils la réalité ? L’électron tourne-t-il autour du proton comme dans le modèle de Bohr-Sommerfeld ? Nous ne le savons pas et ne pouvons pas le savoir, comme au niveau quantique, la règle des indéterminations. Le principe d’incertitude de Heisenberg empêche la mesure précise simultanée de la position et de la vitesse. Ce même principe d’incertitude montre que la longueur d’onde électronique Compton mentionnée dans la première partie représente une incertitude inhérente à la position ou à la « propagation » d’une particule, même au « repos ». Dans une approche quantique, la position d’un électron même au repos ne peut pas être localisée à une distance plus proche que cette longueur d’onde, quelle que soit sa taille intrinsèque. La longueur d’onde Compton de l’électron, h/mc, est la longueur d’onde d’un photon ayant la même énergie au repos que l’électron. La longueur d’onde de l’électron Compton est beaucoup plus grande que le diamètre électronique classique et dans les phénomènes atomiques, l’électron a une taille efficace de l’ordre de cette longueur d’onde. Comme nous l’avons vu dans la première partie, la longueur d’onde Compton (normalisée par ) est 137 fois le rayon électronique classique. La longueur d’onde Compton des électrons est de 0,0243 Angströms (comme indiqué dans la partie I, ce nombre est en fait supérieur à ). Cela indique un « flou » de 5 % dans le rayon de l’orbite. La longueur de l’orbite est calculée comme étant de 137 longueurs d’onde Compton d’électrons (. ).
Dans un sens, le chemin de l’électron peut être considéré comme étant composé de 137 étapes, chaque étape étant la taille que l’électron prend en tant que particule dans les interactions atomiques. Donc, au mieux, le concept d’orbite bien définie et mesurable doivent être modifiés, jusqu’à ce que des méthodes différentes (et radicales) soient disponibles. Le modèle planétaire est cependant extrêmement utile et est encore largement enseigné. Mais la dynamique réelle est bien plus compliquée qu’une simple rotation orbitale d’une charge ponctuelle en rotation. «L’espace entre les électrons d’un atome n’est pas vide. Dans tout l’atome, cet espace interélectronique est animé par des manifestations ondulatoires parfaitement synchronisées avec la vitesse des électrons et la rotation des ultimatons. » [LU 42:8.2] (ultimatons occupés !)
Bien que le concept d’un électron en tant que point de charge défini circulant sur une orbite fixe soit un bon point de départ, d’autres considérations et expériences conduisent au concept d’un nuage de charges électriques changeant rapidement, entourant le noyau, formant en quelque sorte une structure en coque. « L’extension d’énergie ondulatoire d’un électron peut s’étendre de manière à occuper la totalité des orbites atomiques inférieures ; cela est particulièrement vrai pour les électrons les plus proches du noyau atomique. » [LU 42:7.8] Le bon accord avec les données spectroscopiques que donne le modèle planétaire simple suggère que peut-être le mouvement supposé de l’électron dans le modèle est une sorte de moyenne. de pas élaborés, incroyablement rapides, de taille atomique, dans une danse que l’électron agile exécute avec son partenaire, le proton. L’énergétique (états énergétiques) résultant de ce mouvement moyenné est en accord avec celle donnée par le modèle basé sur des données spectroscopiques et c’est là le grand succès de cette construction importante.
Les limites de la nature en matière de capacité de mesure dans le domaine atomique et la prise en compte et l’inclusion des implications de la relativité dictent qu’une théorie traite des « observables », ces choses mesurables en laboratoire par des « opérations ».
Il s’agit d’une philosophie avec laquelle la plupart des physiciens sont à l’aise, mais sans exclure les éléments métaphysiques de leurs croyances. Seules les quantités pouvant être définies comme le résultat objectif de certaines opérations de laboratoire prescrites et pas nécessairement par une compréhension intuitive sont traitées. Des exemples sont les quantités de charge, de masse, de température et de longueur. La base de la philosophie est ce point de vue opérationnel. Les relations entre des quantités définies opérationnellement qui se produisent toujours lorsque certaines expériences sont réalisées conduisent à des lois physiques.
La théorie donne une description simple d’autant d’expériences que possible, en utilisant le moins d’hypothèses possible. Les théories et hypothèses moins utiles sont remplacées par des théories plus utiles lorsqu’elles sont trouvées.
Cela signifie-t-il que si nous ne pouvons pas le mesurer, nous ne pouvons pas le considérer ? Pas nécessairement, tant que nous pouvons déduire d’une manière logique des quantités opérationnellement définissables que nous pouvons mesurer. Par exemple, dans la mécanique quantique de Schrödinger, l’électron est représenté par une fonction d’onde dont l’amplitude n’est pas mesurable, et qui conduit seulement à une probabilité d’un résultat de mesure, pas à la localisation exacte de la particule. Beaucoup trouvent cela troublant, mais c’est ce qui doit être réglé au niveau discret de la réalité, compte tenu des incertitudes quantiques, lorsque le comportement ondulatoire de la particule est incorporé dans sa caractérisation.
Les physiciens considèrent la vision opérationnelle si fondamentale que lorsque Pauli a postulé l’existence du neutrino, une minuscule unité d’énergie sans masse et non chargée qui, d’après les données expérimentales, emportait de l’énergie dans les interactions, il a déclaré qu’il avait commis un péché impardonnable pour un théoricien, pour inventer une particule qui n’avait aucune propriété mesurable !
Comment faut-il considérer le FCS dans cette perspective philosophique et tenace de l’opérationnalisme ? « Dieu ne respecte pas les nombres » est un commentaire probable, plutôt que de chercher une signification mystique dans son omniprésence. Cela vient de considérations telles que le fait que les électrons sont omniprésents dans l’univers. Nous vivons littéralement dans une « mer d’électrons » (P. Dirac). Il est difficile d’imaginer une activité dans la vie quotidienne qui ne se résume pas à l’activité électronique ou à toute autre activité dépourvue d’électrons, autre que les processus purement gravitationnels ou nucléaires. (En fait, les électrons remplissent tellement de fonctions qu’il faut 100 ultimatons par électron [LU 42:6.5] pour fournir toutes les capacités spéciales que les électrons doivent posséder. La nature est conservatrice et n’utiliserait pas 100 ultimatons pour constituer chaque électron si cela n’est pas nécessaire. ) Ainsi, dans toutes nos expériences, les interactions électroniques dominent. Ainsi, le fsc est omniprésent dans notre physique. Le nombre 137 est le signe de l’électron. S’il apparaît, il y a un électron impliqué, réel, virtuel ou les deux. C’est là une vision de la perspective opérationnelle du FCS.
Dans le même temps, les tenants de ce point de vue auraient probablement un fondement métaphysique de croyances pour évaluer ce que signifie l’omniprésence du fsc. Dans la première partie et dans l’éditorial de Larry Mullins qui la précède, deux éminents physiciens lauréats du prix Nobel, Feynman et Lederman, ont été cités, montrant leur perplexité face à ce nombre omniprésent à trois chiffres et à sa signification, mais en le laissant dans le domaine de Dieu. Cela n’est pas sans rappeler le commentaire souvent cité d’Einstein sur la description probabiliste de la théorie quantique, avec ses incertitudes intrinsèques : « Je ne peux pas croire que Dieu joue aux dés avec l’univers. »
Donald Briglia est un lecteur occasionnel des Cahiers d’Urantia depuis quinze ans. Après trois années de service militaire, principalement en Allemagne, il étudie la physique à Cornell et à l’UCLA et l’ingénierie informatique à Stanford. Il a fait des recherches en physique (processus de collision électronique), puis en ingénierie physique dans le domaine des instruments scientifiques (principalement des instruments de mesure des semi-conducteurs).
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