UCSB Science Line

Réponse 1:

Je ne suis pas sûr que d’autres scientifiques répondraient à cette question de la même façon que moi, mais je pense que c’est une question très philosophique qui dépend de ce que vous entendez par matière.

Si vous demandez si la lumière transporte de l’énergie et de la quantité de mouvement, la réponse estdéfinitivement oui. Mais peut-être voulez-vous dire : la lumière est-elle une particule ?
La mécanique quantique rend cette question un peu trouble : tout, y compris la lumière, dans la mécanique quantique est à la fois une particule et une onde (en réalité, c’est quelque chose de défini qui a des propriétés à la fois ondulatoires et particulaires).

Donc, si vous pensez que la matière est quelque chose qui est faite de particules, soit tout est ou n’est pas matière selon la façon dont vous le regardez. En fait, je pense que ce n’est pas la bonne façon de voir les choses. Ce que vous voulez vraiment savoir, c’est : la lumière a-t-elle des propriétés que les autres types de particules n’ont pas ? La réponse est oui. La plupart des particules qui composent tout ce que nous appelons traditionnellement la matière sont appelées « fermions ». Des choses comme les photons sont appelées « bosons ». Il existe de nombreuses propriétés que ne partagent pas les fermions et les bosons, notamment le fait que deux fermions ne peuvent pas exister exactement dans le même état, alors que deux bosons peuvent exister dans le même état. Bien qu’il existe des particules composites constituées de plus petits fermions qui se comportent comme des bosons,les particules fondamentales que sont les bosons – nous pensons qu’elles sont fondamentales, en tout cas – se comportent différemment des particules fondamentales que sont les fermions.

Pour faire court, ces différences de propriétés sont responsables de la façon dont ces particules se manifestent à grande échelle dans le monde de tous les jours, où la mécanique quantique n’est pas importante. Un boson apparaît comme une sorte de champ ou d’onde, et peut être directement lié à l’une des quatre forces (électromagnétisme, gravité, force forte et force faible) alors que les fermions forment des particules individuelles comme les atomes.

Donc, il y a définitivement un sens dans lequel la lumière est très, très différente des électrons ou des protons. Il est certain qu’elle peut faire certaines des choses que vous pensez que seule la matière traditionnelle peut faire – comme transporter du momentum et le transférer dans une collision. Mais elle a certainement des propriétés qui sont fondamentalement différentes de celles de la matière traditionnelle (les choses faites d’atomes).

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