Spectre à 0°K

[Vincent Boudon]

La température vient de l'agitation thermique des atomes (version compliquée : le température est proportionnelle à la moyenne du carré des vitesses des atomes). Lorsque les atomes ne bougent plus du tout, eh bien, il n'y a plus de température du tout ! On ne peut donc pas faire plus froid. L'échelle Kelvin (températures absolues) est placée à cette limite-là (c'est une limite parce qu'on ne peut en fait jamais atteindre le zéro : les lois de la mécanique quantique interdisent en effet aux atomes de ne plus bouger du tout).

[Emile Touron]

Eh eh !! Doublé !

[Alexandre Parriaux]

A ok ! Merci bien

[Isabelle Farcy-Lecat]

alors c'est quoi la température du vide s'il n'y a rien a agiter, j'attends la réponse avec intérêt

Isa agitatrice d'idées.

[Eric Chariot]

Le vide, ça n'existe pas, na !

C'est comme le gaz parfait, le corps noir parfait, le zéro ou l'infini... Juste une invention simplificatrice de l'esprit humain face à son incompréhension de la complexité fondamentale de l'Univers.

[Vincent Boudon]

Ouah ! C'est beau, ça !

Bon, la température étant liée à l'agitation de la matière, dans un "vrai vide" sans aucune particule, il n'y a pas de température. Autrement dit, d'un point de vue classique, dans le vide, la température n'est pas définie.

Dans le vide quantique, il y a bien des fluctuations permanentes (créations-annihilations de paires de particules-antiparticules), mais je pense que, là non plus, la température n'est pas définie.

Maintenant, comme le dit Eric, dans le vrai Univers, tout ça n'existe pas. Même dans le milieu intergalactique, il reste quelques atomes pas cm3. Ceux-ci sont en équilibre thermodynamique avec le rayonnement cosmologique, qui est un corps noir presque parfait (au millionième de K près).

Donc la seule vraie réponse est : 2,73 K.

Par contre, avec de la matière, on peut descendre à bien plus basse température, mais ce n'est pas du vide, c'est de la matière assez dense où les atomes se déplacent très lentement ... Dans les condensats de Bose-Einstein, on ralentit les atomes avec des lasers et on peut atteindre des températures de quelques dizaines de nano-kelvins !

[Isabelle Farcy-Lecat]

bien j'attendais la réponse pour le 2,7 K qui nous est cher, bien d'accord, mais dans le vide quantique il y a un état d'énergie fondamental non nul d'aprés mes derniéres lectures sophistiquées

c'est un vide avec quelque chose, un grain d'énergie.
Isa

[Eric Chariot]

Oui, mais l'énergie quantique du vide, ce n'est pas de l'énergie thermique.
Mesurer une température, c'est mesurer une quantité d'énergie bien précise, l'énergie thermique, liée à l'agitation des particules. Ce n'est pas parce qu'on ne définit pas de température dans ce vide quantique qu'il n'y a pas une forme d'énergie.

Enfin... Il me semble...

[Vincent Boudon]

C'est exact. Pas d'agitation de particules, pas de température.

D'ailleurs, si on pouvait avoir un vrai vide (ce qui est impossible), pour mesurer sa température on devrait y mettre un capteur qui va nécessairement dégazer, donc ce ne sera plus le vide.

Quant au demi quantum qui existe sur tous les modes du champ électromagnétique, comme il y en a une infinité, cela fait une énergie infinie ! Si, si. Mais en fait, c'est un problème de calcul tout à fait artificiel (on ne mesure que des échanges, donc des différences d'énergie, pas des énergies absolues). En électrodynamique quantique, les gens font une "renormalisation" pour enlever cet infini (mais c'est juste une question de savoir où est le zéro).

Quoi qu'il en soit, cette énergie n'est pas thermique, donc pas de température (tu peux toujours écrire E = 3/2 kT, mais ça n'a pas forcément un sens physique, surtout si il n'y pas de matière).

[Alexandre Parriaux]

Il faudrait un nanotermomètre pour le mettre entre un électrons et les nucléons d'un atomes ^^