PHOTONS

Généralités

Un PHOTON est une quantité ΔE d'énergie électrodynamique qui possède un mode de résonance (R) accordé sur la fréquence (f = ΔE/h), de longueur d'onde (λ = c . h / ΔE).

Le PHOTON est entouré d'un champ électromagnétique qui, en toute circonstance, se propage à la vitesse (c). Dans le vide, ce champ emporte avec lui le PHOTON, à la vitesse (c). Alors que le PHOTON dans un milieu complexe, se déplace à une vitesse (v_x < c). Ce champ électromagnétique est si faible qu'il n'est détectable que par ses effets: diffraction, interférence, Seule, l'action de l'énergie ΔE d'un PHOTON est directement observable.

Attention : de nombreux objets ont un mode de résonance ; c'est le cas d'une cloche, d'une corde métallique tendue, d'un circuit électrique accordé mais aucun n'oscille s'il n'est excité. Dès lors, quelle est la cause qui fait qu'un PHOTON entre en résonance ?

Avant de comprendre pourquoi un photon oscille, examinons comment il se forme :

Création d'un PHOTON

Un ÉLECTRON au repos est entouré d'un champ électrique (E)). Pour lui faire acquérir une vitesse (v), il faut lui fournir de l'énergie. A la vitesse constante (v), il possède une énergie cinétique (Ec) et est entouré de deux champs, l'un électrique (E), l'autre magnétique (H).

1 Si un ÉLECTRON est freiné par un milieu complexe ou s'il heurte un obstacle ses deux champs (H et E)) s'envolent sous la forme d'un champ électromagnétique P(H E) et son énergie cinétique (Ec) s'envolent sous la forme d'un champ électrodynamique P(H E) qui emporte avec lui l'énergie (ΔE) perdue par l'électron. Celle-ci se retrouve sous la forme d'un PHOTON fait d'énergie ΔE électromagnétique, oscillant sur la fréquence : (f = ΔE / h).

2 - Si, dans un ATOME, un ELECTRON tombe d'une orbite extérieure (A) sur une autre plus interne (B), ses deux champs (H et E)) s'envolent sous la forme d'un champ électromagnétique P(H E) qui emporte avec lui l'énergie électrodynamique (ΔE) perdue par l'électron. . Celle-ci se retrouve sous la forme d'un PHOTON fait d'énergie ΔE électrodynamique , oscillant sur la fréquence : (f = ΔE / h)

1 - Cette énergie électrodynamique (ΔE) est le cumul des énergies cinétique et électrostatique perdues par l'électron, lors d'un choc. Elle n'est pas de nature gravitationnelle ; elle ne génère pas de champ gravitationnel ; les PHOTONS n'ont donc pas de masse.

2 - Cette énergie (ΔE), lors du choc dont elle est issue, comme un gong, se met à résonner sur sa fréquence (f = ΔE / h). Son oscillation entraîne celle du champ électromagnétique qui l'entoure.

Le champ électromagnétique qui entoure un PHOTON se perpétue en tous lieux à la vitesse (c) sans pouvoir disparaître, de sorte qu'il se crée, entre eux deux, une interaction vibratoire perpétuellement en phase avec le mode de résonance de l'énergie (ΔE), ce qui entretient leur oscillation réciproque.

LES ORBITES PERMISES DE L'ATOME D'HYDROGÈNE

A Force centrifuge = force électrostatique

M_e . (v_n)² / r_n = K . q² / (r_n)² = 2,3.10^-28 / (r_n)²

(v_n)² = 253 / r_n (1)

B Accord de phase onde cinétique = cycle orbital

2 . π . r_n = n . h / (m_e . v_x) = → v_n = 1,157 . 10^-4 n / r_n

(v_n)² = 1,34 . 10^-8 n² / (r_n)² (2)

C Formules (1 et 2) impliquent rn = 5,296 . 10-11 n² (3)

Energie électrostatique Energie cinétique Energie globale en introduisant (3)

U = - 2,3 . 10-28 / rn Ec = me . v2n / 2 = 2,3 . 10-28 / (2 . rn) U + Ec = - 2,3 . 10-28 / (rn . 2) = U + Ec = - 2,17 . 10-18 / n2 = 13,6 / n2 en eV

Niveaux d'énergie de l'Hydrogène :

Dans un atome stable d'HYDROGÈNE, l'ÉLECTRON gravite sur l'orbite fondamental de rayon (r₁ = 0,528 Å).

3 - CHOCS ELECTRON / POSITON

Le POSITON et l'ÉLECTRON sont identiques ; seules leurs charges électriques sont inversées.

Nous savons que deux charges électriques de signes contraires s'attirent mutuellement. C'est ce qui se passe entre un ÉLECTRON et un POSITON, sachant que, l'un comme l'autre, ne peut acquérir une énergie cinétique supérieure à son énergie interne.

Au moment du choc (ÉLECTRON - POSITON), les deux particules mêlent leurs atmosphères d'impénétrabilité et neutralisent leurs charges inverses. Seule reste l'énergie électrodynamique maximum (Ecm) de chaque particule qui s'envole sous la forme d'un PHOTON dont l'énergie (ΔE), comme lors d'un coup de gong, se met à osciller sur la fréquence (f = ΔE / h), entraînant l'oscillation du champ électromagnétique qui l'entoure :

λ = h . c / ΔE = 2,43 . 10^-12 m = 0,0243 Å

Ec_m = m_e . c² = ΔE = 8,176 . 10^-14 J/s = 511 KeV

Pourquoi un PHOTON oscille ?

La perte brutale de la quantité ΔE cumulée de deux énergies, l'une cinétique, l'autre électrique, agit comme un coup de gond sur ladite énergie ΔE qui ce met à osciller sur la fréquence de son mode de résonance interne (f = ΔE / h). Cette oscillation se transmet au champ électromagnétique extérieur prêt à vibrer sur une quelconque fréquence. Dès lors il se crée une auto oscillation entre ces deux éléments vibratoires. En jouant entre eux perpétuellement par action réciproque, d'une oscillation sur l'autre ils s'entretiennent mutuellement dans le même état ondulatoire.

On tire de cette constatation une règle générale :

Comment se déplacent les photons ?

En milieu complexe : Lorsqu'un PHOTON traverse un réseau d'atomes, il ralentit à une vitesse (v_x) mais conserve son énergie ΔE et son mode de résonance sur la fréquence (f_e = ΔE / h). Il reste enveloppé d'un champ électromagnétique se renouvelant sans cesse en se propageant à la vitesse constante (c) quelle que soit la matière traversée mais dont la fréquence (f_x = c / λ_x) s'adapte en fonction de la vitesse (v_x) du PHOTON, selon le processus ci-après :

Pour qu'un PHOTON (ΔE), de fréquence (f_e = ΔE / h) de longueur d'onde (λ_e = c / f_e ) et de période (t_e = λe / c = 1/f_e) voyageant à la vitesse (v_x) reste en phase avec la fréquence (f_x) d'oscillation variable du champ électromagnétique qui l'entoure en se propageant constamment à la vitesse (c), il faut que ce champ modifie sa longueur d'onde (λ_x), de telle sorte que le PHOTON, à la vitesse (v_x), parcourt la distance (λ_x) en un temps (t_e = λ_x / v_x) égal au temps que met le champ électromagnétique à parcourir à la vitesse (c) la distance (λ_e = t_e . c).

T_e = λ_e / c = λ_x / v_x → λ_e / λ_x = c / v_x = n (indice de réfraction)

λ_e / λ_x = f_x / f_e = n → f_x = n . f_e

Le dessin ci-dessous représente dans un milieu complexe, un photon qui se déplace à la vitesse (v_x = c/n) précédé par son champ électromagnétique, lequel, en toute circonstance, se propage à la vitesse (c).

Dans l'air (n = 1,002926), ce champ, à un mètre du photon, est encore fonctionnel, quoique indétectable, sauf par ses effets : diffraction, réfraction et interférence.

Ce champ électromagnétique, en tous points comprend deux vecteurs ( H et E ) qui sur deux plans (x et y) perpendiculaires entre eux et à la direction de propagation décrivent deux courbes sinusoïdales perpendiculaires entre elles et à la direction de propagation, de fréquence (f_x) et de longueur x)

Polarisation : Une lumière est dite polarisée lorsqu'au même moment, tous ses photons ont leurs vecteurs électriques (E) orientés dans la même direction, comme dans un rayon laser.

Remarque :

Plus l'indice de réfraction (n) est grand, plus la fréquence (f_x = n . f_e) du champ électromagnétique s'éloigne de celle du mode de résonance (f_e = ΔE / h) et moins l'auto oscillation de l'un par l'autre est efficace. Au-delà de (n = 100), le PHOTON aura tendance à se désintégrer ; de toute facon, il le fera bien avant que sa vitesse s'annule.

Si l'indice de réfraction (n) de la matière traversée par un PHOTON oblige celui-ci à ralentir jusqu'à perdre sa cohésion, son énergie (ΔE) se disperse dans son environnement sous forme de chaleur (énergie cinétique), en même temps que son champ électromagnétique disparaît.

L’expérience de Young :

Le document ci-dessus reproduit les conditions théoriques de l’expérience décrite par le professeur Gagnac (Optique, Editions Masson, 1991 : les photons “?E” y voyageant dans l’air à la vitesse “v” se présentent un à un entre les deux plaques “PL” et “PN” distantes de 3 mètres.

La plaque “PN” est percée de deux fentes S1 S2 étroites et longues espacées d’une distance (b = 1,5 10-14).

Lorsqu’un photon se trouve dans l’axe de la fente S1 distant de la plaque PN de queque millimètres, les ondes de son champ électromagnétique atteignent largement les deux fentes S1 et S2. Celles-ci deviennent les sources de deux nouveaux champs électromagnétiques qui s’interfèrent et constituent une trame fixe d’ondes stationnaires dont le temps de rémanence de quelques 10-7 seconde permet au photon de franchir la fente S1 et de poursuivre sa course infléchie par l’attraction des axes “A”.

Si en PC on place une plaque photographique chaque photon y laisse sa trace. Au terme d’un certain temps, il se dessine des franges alternées blanches et noires.

Pour observer des franges d’interférence l’expérience doit se dérouler dans un milieu complexe, comme l’air, où les photons se déplacent moins vite que leur champ électromagnétique. Elle doit être réalisée avec un rayonnement lumineux mono-chromatique d’une intensité réduite dans laquelle la propagation des photons s’effectue quasiment un à un.

Un rayon laser engendre des trames contrastées.

On obtient un résultat identique avec un faisceau de NEUTRONS ou d’ELECTRONS très dilués dans l’espace et mono-cinétiques car la fréquence d’oscillation de leur champ gravitationnel dépend de leur vitesse.

Passage d'un milieu complexe au vide :

lorsqu'un PHOTON retrouve le vide, n'ayant plus d'obstacle à franchir, il tend à rattraper son champ électromagnétique qui, quel que soit le milieu, se propage à la vitesse (c).

Dans le vide, tout PHOTON se blottit dans le nœud frontal (A) de son onde électromagnétique (Figure ci-dessus) où les deux retrouvent un accord parfait sur la fréquence (f_e = ΔE / h) puisque (f_x = n . f_e ) implique (f_x = f_e) si ( n = c / c = 1). Dans cette opération, le PHOTON perd une partie (δ_e) insignifiante de son énergie.

Lumière du fond cosmique

Les PHOTONS qui nous parviennent du fond de l'univers ont traversé des myriades de nuages galactiques à l'intérieur desquels ils ont connu un nombre plus grand encore de variations successives de densité. Pour adapter la fréquence de leur champ électromagnétique à leur environnement, ils perdent, chaque fois, une infime quantité (δ_e) d'énergie dont le cumul peut correspondre à une valeur significative (δ_e) qui fait glisser leur fréquence interne vers le rouge (red-shift) telle que [f ' = (E δ_e) / h].

Compte tenu de la densité quasiment constante de la matière cosmique sur de très grandes distances, l'énergie (δ_e) que perdent les photons qui nous parviennent des galaxies éloignées est sensiblement proportionnelle à la distance parcourue.

Passage du vide à un milieu complexe :

Si la trajectoire à la vitesse (c) d'un PHOTON dans le vide fait un angle (i1) avec la surface de séparation d'un milieu complexe qu'il traversera à la vitesse (v), selon une trajectoire d'angle (i2), on aura : sin i1/ c = sin i2/ v sin i1/ sin i2= c / v = n

Astres lumineux lointains

Lorsqu'une étoile (E) est partiellement cachée derrière deux masses obscures, le rayon qui parvient à un observateur terrestre, en traversant les couches successives des poussières solaires, se réfracte un nombre considérable de fois, comme attiré par le soleil, puis se redresse en retrouvant des couches moins denses, avant de parvenir à l'observateur terrestre (T) qui croit voir l'étoile en (E').

Au lieu de considérer ce phénomène comme étant du à la réfraction de la lumière, certains astrophysiciens l'attribuent à tort au mirage gravitationnel, comme si les PHOTONS avaient une masse qui serait attirée par celle du soleil.

La déviation des rayons lumineux vers les objets stellaires n'est pas due à l'attraction gravitationnelle car leurs PHOTONS n'ont pas de masse, mais à leur réfraction par les couches successives de poussières qui entourent l'astre et dont la densité est maximum à proximité et va en diminuant au fur et à mesure qu'ils s'en éloignent.

REMARQUE :

Einstein, en 1915, à la différence de Newton, prétendit que la gravitation n'était pas une force mais résultait de la structure de l'espace/temps qui se creuse en présence d'un objet.

Certes, les équations de la relativité générale donnent des résultats conformes aux observations, mais la définition qu'elle propose est sans utilité. Comme le démontre Cécile Bonneau, dans le n° 1051 de Science & Vie d'avril 2005 :

On a coutume d'expliquer la théorie d'Einstein par l'image d'un corps massif, par exemple le soleil, qui courbe la structure de l'espace/temps, comme une boule métallique déforme la toile élastique sur laquelle elle est posée. Au premier regard, l'image est évocatrice Mais si l'on prend le temps d'y réfléchir, cette image se heurte d'abord à notre impossibilité de représenter un espace quadri-dimensionnel ; puis, si notre boule déforme la toile, c'est qu'elle pèse dessus. Qui dit poids, dit force attractive, à la facon de Newton.

Puisqu'on en revient à la théorie de Newton qui demeure parfaitement adaptée à toutes les applications pratiques de l'astrophysique, conservons-la théorie de Newton.

Conclusions :

A - Quelle que soit la vitesse d'un PHOTON, quelle que soit celle d'une cible lors d'un choc, on ne détecte que son énergie électrodynamique (ΔE = h . f) de fréquence (f_e = ΔE / h).

B - Quelle que soit la vitesse de sa source, un photon conserve son énergie (ΔE), et par là sa fréquence (f_e = ΔE / h) et voyagera à la vitesse (c) dans le vide, ou (v_x) dans un milieu complexe, alors que son champ électromagnétique, quel que soit le milieu, se déplacera à la vitesse constante (c) en modifiant sa fréquence (f_x)en fonction de la vitesse (v_x) du PHOTON.

C - La courbure ESPACE/TEMPS et toute considération de la mécanique quantique n'ont pas leur place dans la physique du XXI^ème siècle. Il n'est pas question de qualifier un photon de quantum d'un champ électromagnétique.

DIFFÉRENCE ENTRE ONDES HERTZIENNES et RAYONNEMENT DE PHOTONS

Une onde hertzienne n'est autre qu'une onde électromagnétique elle est indépendante de tout PHOTON. Elle n'engendre aucun phénomène de percussion du type photo électrique ou calorique.

Contrairement aux fours usuels dans lesquels les PHOTONS du rayonnement infrarouge frappent l'extérieur des aliments, le chauffage par micro-ondes hertziennes assure une élévation de la température à l'intérieur des aliments qui sont cuits à cœur.

Dans un four micro-onde, l'oscillation rapide du champ hertzien agite les ÉLECTRONS libres et les molécules polarisées, particulièrement celles de l'eau, contenues dans les aliments placés à l'intérieur de la cavité résonnante du circuit oscillant. Ce phénomène est à l'origine de la dégradation en agitation thermique (chaleur) de l'énergie électromagnétique P(H,E) des ondes.

Dans un four à micro-ondes de 2,45 Ghz d'une puissance de 800 W, la température de 200 cm³ d'eau s'élève de 1°C par seconde. Partant d'une température ambiante de 20°C, il suffit de 20 secondes pour la tiédir à 40°C et de 80 secondes pour la porter à ébullition, alors que le récipient et l'air environnant restent froids.

Dans un four usuel, le champ électromagnétique des photons infrarouges ne joue aucun rôle ; seule la quantité (ΔE) d'énergie électrodynamique des PHOTONS est transmise aux molécules des couches extérieures des aliments dont l'agitation se répercute de proche en proche. On peut ainsi griller l'extérieur d'une viande alors que l'intérieur, seulement chaud, reste saignant.

Il est important de signaler que du fait de leur différence, le flash lumineux du Big-Bang n'a pu, au cours de multiples milliards d'années se transformer en une onde électromagnétique.