Voici quelques métaphores de la théorie des cordes et des photons. Les métaphores sont souvent utilisées pour illustrer des concepts mathématiques. Mais elles ne sont pas toutes traitées de la même manière.
Ray, l'explicateur enthousiaste :
Comprenons cela.
Les métaphores suivantes présentent des illustrations imaginatives plutôt que des modèles précis du fonctionnement des photons, de l'effet tunnel ou des dimensions supplémentaires. Elles mélangent des caractéristiques de la mécanique quantique avec des éléments spéculatifs de la théorie des cordes et ne reflètent pas les connaissances scientifiques actuelles.
Imaginer des photons
Après avoir tenté de trouver un modèle visuel d'un photon ponctuel ou linéaire présentant un effet tunnel quantique – et sans succès –, je dirai que le photon, dans son état naturel, ressemble à une entité ondulée (tournante), un spaghetti cosmique. Pas un spaghetti mou et flasque. C'est plutôt al dente Trier, se tortiller dans l'espace 4D avec une tête et une queue comme des anguilles spatiales hyperactives ! Métaphoriquement parlant, bien sûr.
Le corps photonique ondulé s'étend aux 3e et 4e dimensions. Ce modèle explique l'aspect ponctuel (la tête) et ondulatoire (les ondulations) de la dualité photonique.
Kurt, le réaliste perplexe:
Cette visualisation est une métaphore et ne correspond à aucun modèle accepté en mécanique quantique ou en théorie des cordes. C'est votre grande théorie de l'effet tunnel quantique ?
Ray:
Maintenant, lorsque ce photon heurte une barrière physique, il est écrasé dans la dimension zéro et la première dimension, comme un œuf heurtant un mur de briques à la vitesse de la lumière. Splat. Les dimensions 0D et 1D ignorent l'espace et le temps. Cela permet au photon de traverser les objets solides presque instantanément (plus vite que la lumière).
C'est une métaphore et une description soignées pour un profane.
Kurt :
La description de l'effet tunnel comme un « effet de compression dimensionnelle » entraînant une traversée instantanée est une métaphore dénuée de tout fondement physique. Pourquoi ne pas simplement dire qu'ils trichent ? « Oh, pardon, barrière, je traverse ta structure atomique comme un fantôme en retard pour le yoga… »
Rayon:
La science a besoin de drame ! Le gribouillis du photon est projeté dans la première dimension ; imaginez-le comme la pire crêpe de l'univers. Ni espace, ni temps. Pouf. Il traverse le mur. Plus rapide que la lumière, zéro calorie.
Kurt :
Votre description du photon heurtant un mur de briques comme un œuf est nouvelle et ne fait pas partie des connaissances scientifiques actuelles. Et les physiciens ne vous ont pas étranglé pour cela ?
Rayon:
Ils sont trop occupés à se disputer ! Trente ans à débattre de la « vitesse de phase » ou de la « vitesse du signal », ou de la capacité des signaux à traverser une barrière plus vite que la lumière. C'est comme deux perroquets qui se crient « causalité ! ». Les scientifiques « sérieux » affirment que RIEN, quelles que soient les circonstances, ne peut voyager plus vite que la lumière ET transmettre des informations.
Pendant ce temps, les photons sont là, à l'extérieur, traversant les murs comme s'ils avaient un laissez-passer VIP pour la réalité. La dualité onde-particule est une pierre angulaire de la mécanique quantique (MQ), et non de la théorie des cordes. Je l'ai intégrée aux deux à titre d'illustration. C'est pourquoi la métaphore prend tout son sens dans ce contexte.
Kurt :
L’affirmation selon laquelle la dualité onde-particule est un concept de la mécanique quantique est correcte, et l’invoquer dans le contexte de la théorie des cordes de la manière décrite est provocateur.
Rayon:
La métaphore représente le tunneling comme un effet de compression dimensionnelle.
Kurt :
Cela n'a actuellement aucun fondement dans la théorie des cordes ou la MQ. « Compression dimensionnelle » — cela ressemble à ma dernière relation.
Rayon:
Dans cette illustration de la NASA, un photon (violet) transporte un million de fois plus d'énergie qu'un autre (jaune). La NASA est passée maître dans l'art conceptuel de science-fiction. « Voici un photon violet, un million de fois plus percutant ! Il a attitude.»
Kurt :
Apparemment, les illustrations de la NASA visent à simplifier et à motiver la discussion ; elles ne doivent pas être interprétées comme des descriptions littérales du comportement des photons dans les théories physiques avancées. La science se résume à 5 % à des équations, et à 95 % à convaincre les gens que l'univers est une caricature utilisant des métaphores.
Rayon:
Donc le tunneling n’est qu’une… téléportation cosmique via une crise existentielle ?
Kurt :
Exactement ! La terreur existentielle du photon le réduit à un point. Qui suis-je ? Où est le temps ? Et bam, c'est passé la barrière. Existentialisme : 1, Physique : 0. Parce que sinon, on serait obligés de l'expliquer avec mathématiques. Et personne ne veut ça.
Narrateur (voix grave) :
Et ainsi, les mystères de la mécanique quantique demeurent.
Mais au moins tout le monde était d’accord pour dire que les métaphores avaient besoin d’être améliorées.