Le mystère du spin

Résumé :

Le spin est une propriété quantique intrinsèque, comme la masse, qui définit un moment cinétique : un instant angulaire, c’est-à-dire un angle qui revient constamment par séquence. En d’autres termes, une « rotation » qui permet à la particule de revenir à son état initial.

Il désigne la nature de la forme : boson ou fermion ? Les propriétés sont complètement différentes : le boson (énergie) est généralement caractérisé par une rotation de 360°, tandis que le fermion (matière) nécessite deux rotations, donc 720°. Ainsi, l’énergie, qui a un spin entier, est indifférenciée car elle s’insère dans le même espace, mais pas le spin demi-entier (la matière), qui souffre du principe d’exclusion de Pauli, c’est-à-dire qu’il est impossible pour des matières identiques d’être au même endroit au même moment. Ainsi, en mécanique quantique, l’un se concentre et l’autre se disperse.

De même, la relativité restreinte impose d’autres conditions : les symétries correspondant à la géométrie de l’espace-temps. Ce sont des symétries de rotations, de translations ou de référenciels. Mais elles ne sont respectées que par certaines particules. Celles-ci sont soit scalaires (boson de Higgs) qui sont des nombres, soit des bosons de Jauge (transfères d’énergie), qui sont des vecteurs, ou soit des fermions (matières réelles et virtuelles), qui sont des spineurs (toupilles).

Un nombre est toujours égal à lui-même. Peu importe comment vous le regardez, de haut en bas ou de côté, c’est toujours le même nombre ! C’est pourquoi la rotation 0 ne semble pas « tourner ». Ainsi est le boson de Higgs qui est scalaire !

Le boson de Jauge est un vecteur, donc il dépend d’une direction. Une direction qui dépend d’une référence. En changeant la référence, on change l’orientation du vecteur. L’orientation ne redevient la même qu’après un tour complet seulement. C’est pourquoi on l’appelle le spin entier.

La matière (fermion) est plus subtile ; c’est un spineur (bon pour tourner) ! Il a une interaction qui lui donne des propriétés exotiques : une rotation de 360° le transforme en son opposé. Ainsi, il doit tourner deux fois dans le même mouvement pour retrouver son état initial.

En bref, le spin représente une rotation mais ce n’en est pas une ! En physique classique, une rotation est un tour complet sur soi-même, donc 360°. Cependant, en mécanique quantique, cette « rotation » est impossible. En effet, une rotation de spin ½, donc un tour complet de 720°, est illusoire. De plus, la relativité restreinte y est fermement opposée car une telle rotation de l’électron dépasserait la vitesse de la lumière !

Alors, quelle est la vérité sur le spin ? Si nous considérons les particules, c’est un mystère, mais si nous considérons les champs quantiques, les quanta d’énergie et la création de paires, cela devient plus clair : le spin est une interaction constante avec les champs quantiques qui conduit à la création de paires avec les spins demi-entier.

Revue littéraire:

Du point de vue quantique, les particules ne sont que des perturbations dans les champs quantiques respectifs. Ces perturbations sont constituées d’énergie adaptée à leurs champs en évoluant par quanta spécifiques.

Les champs quantiques permettent de stocker ces quanta sous diverses formes (bosons, fermions) qui peuvent se déplacer ou se transformer. Ces quanta d’énergie prennent la forme de perturbations qui activent/allument les propriétés de leur champ respectif. Propriétés telles que l’électromagnétisme ou la charge nucléaire. Elle donne, dans notre macroréalité, des particules qui bougent !

Ainsi est l’électron : une perturbation dans le champ des électrons. Une perturbation qui traverse un champ qui a des propriétés spécifiques. Ainsi, cette perturbation est influencée par un autre champ : l’électromagnétisme. Par conséquent, la perturbation peut orbiter autour d’un noyau atomique. Ce sont des interactions entre différents champs quantiques.

Donc, ces quanta ou perturbations font ce que leur champ leur dit de faire : soit se transformer, soit se déplacer, soit orbiter,... mais ils ne disparaissent jamais ! Par conséquent, l’énergie change constamment. L’ajustement fin de l’univers lui indique comment. Cependant, elle peut également être préservée. Ainsi, elle voyage dans des champs qui ne peuvent que la préserver ou la transformer. Toutefois, cette énergie les perturbe, forçant ces champs à réagir à son passage. Ainsi, les champs quantiques respectifs sont activés à leur tour à son contact. Et ce sont les propriétés du champ activé qui engageront d’autres interactions.

Ainsi est la masse : le champ perturbé interfère avec le champ de Higgs et en fonction de la réactivité du champ (son niveau d’énergie), la masse est établie. Ainsi, le champ électronique réagit peu avec ce champ, par conséquent, sa masse est faible : 0,511 MeV/cm², tandis qu’une perturbation dans le champ des bosons Z° est beaucoup plus élevée, lui donnant une masse de 91 187 MeV/cm² ! Cependant, ces bosons ne restent pas et se transforment. Ce sont des propriétés du champ considéré et qui seront toujours respectées. Ainsi, grâce à la masse, nous pouvons identifier un champ... et donc la nature de la perturbation ; quanta d’électron ou quanta de boson Z°?

Tout dépend du champ et donc de ses propriétés. Ainsi, il y a deux familles principales : les bosons et les fermions. C’est-à-dire, les quanta de transfères d’énergie et la masse qui est stable (matière). Les bosons ne sont généralement pas stables et ne durent pas. Leur seul champ qui puisse conserver de l’énergie est le champ électromagnétique. Ainsi est le fond diffus cosmologique : de la préservation d’énergie, celle de l’électromagnétisme. Les fermions ont une nature plus exotique, car ils conservent l’énergie sous la forme d’une masse qui reste indéfiniment et interagit également. Mais la masse apporte un autre phénomène : l’inertie, c’est-à-dire la difficulté de changer de mouvement.

La nature des champs donne également la propriété de l’énergie qui le traverse. Si c’est un champ de fermions, l’énergie est conservée et est transportée. Elle le fait selon les attributs du champ, tout en activant beaucoup d’autres.

Le premier champ à être activé avec un champ de fermions est le champ de Higgs. Celui-ci réagit immédiatement selon la nature du champ qui interagit avec lui. Ainsi, l’interaction dépend du champ considéré qui apporte ses propres propriétés ! Une interaction probabiliste dans les autres champs, mais pas dans le champ de Higgs qui est constant. En effet, celui-ci est différent : c’est le seul champ connu qui soit scalaire ; il rayonne dans toutes les directions. C’est aussi le seul champ qui n’ait pas d’anti-champ car il ne s’inverse pas.

Tous les autres champs ont leurs anti-champs avec des propriétés opposées. Les plus connus sont les anti-champs de fermions, ce qui donne l’antimatière. Mais il y a aussi ce qui est inconnu, la force noire,... qui donne des anti-champs de bosons de Jauge ! (Voir mon article « la matière noire : une extraplotation de la création de paires »)

Cependant, les champs et anti-champs des fermions sont en symbiose. Ainsi, ils interagissent constamment entre eux, donnant des particules virtuelles. Et dès que l’énergie intègre un champ de fermions, elle le fait à travers les deux champs. Ainsi, une masse (matière) apparaît toujours avec son contraire (antimatière), puisque les champs et anti-champs de fermions sont en symbiose (liés entre eux) par symétrie. Ainsi, il crée à la fois une masse dans un champ et dans son anti-champ ! C’est un phénomène de création de paire. Ces particules opposées interagissent de la même manière avec le champ de Higgs qui est scalaire. C’est-à-dire que ce champ n’a pas d’opposé donc il n’y a pas d’anti-masse. Toutefois, lorsque des fermions de champs opposés entrent en contact, ils s’annulent et se transforment. Ils passent de champs de fermions aux champs de bosons. Donc leur masse est transformée en une énergie qui est libérée.

Discussion :

Ce ne sont pas les quanta qui ont des propriétés, mais leurs propres champs quantiques ! Les quanta suivent simplement les lois de la conservation de l’énergie.  Cela donne des sauts quantiques : l’électron qui interagit avec un photon disparaît d’une orbite inappropriée pour apparaître directement dans une autre orbite plus appropriée. La loi de la préservation de l’énergie impose les quanta des deux champs de s’additionner et de se transformer immédiatement en un autre niveau de quanta qui correspond à un autre champ plus approprié ayant des propriétés uniques, comme une orbite différente. Afin de respecter ces règles, l’électron qui interagit passe directement d’une orbite à une autre. En fait, sa perturbation est simplement transportée d’un champ à un autre, entraînant un changement d'une propriété (quanta/impulsion/orbite) à une autre. Cela conduit inévitablement à d’autres interactions possibles. Le concept tourne autour des interactions, de la conservation de l’énergie et des champs, ce qui entraîne l’illusion d’un saut.

Les quanta n’ont pas de dimensions,... donc pas de rotations, puisque ce qui est sans dimension ne peut pas tourner. Ils n’ont pas de taille, ce sont juste des perturbations sans coordonnées précises qui se transforment ou voyagent. Ce faisant, leurs champs ne cessent jamais d’interagir avec leur mouvement. Ainsi, dans son voyage, l’énergie acquiert les propriétés de ses propres champs. L’une d’entre elles est son moment angulaire ; une rotation locale dans le champ.

La perturbation ne tourne pas ; c’est le champ qui est lié à des propriétés telles que la charge, le magnétisme ou la rotation. Par conséquent, ce n’est pas une rotation mais une interaction entre le quanta et son champ qui a pour effet de donner un phénomène angulaire. Il est perpendiculaire au mouvement de la perturbation, c’est-à-dire qu’il suit le mouvement de la particule vers le futur. En d’autres termes, son voyage à travers la ligne d’univers vers la complexification !

Donc, dans son interaction, le quanta qui voyage initie ce moment. Cela donne une rotation à la particule que nous percevons. Le quanta se déplace dans une direction qui crée un axe d’interaction avec son champ et donc aussi une direction à la rotation... tandis que l’environnement définit deux angles d’interaction possibles en fonction de la polarité.

Comme les champs et les anti-champs des spineurs sont symétriques (en contact), l’énergie allume les deux à la fois : le quanta acquiert les attributs de chaque champ qui interfèrent avec son mouvement, ce qui donne la rotation de chacun d’eux à la matière (champ + anti-champ), donc des spins opposés en même temps ! Ces doubles spins (360° et -360°) le long de l’axe de déplacement (mouvement vers le futur) déclencheront des phénomènes magnétiques.

Les champs ne fournissent pas une réalité bien définie en soi mais des réalités qui se chevauchent. Les réalités bien définies proviennent d’interactions entre différents champs. Ces réalités qui se chevauchent sont « réelles », c’est-à-dire qu’elles existent parce qu’elles sont possibles, mais en plus, ces réalités se produisent au même moment, ce qui offre le surréalisme ! Ainsi, l’énergie qui voyage à travers les champs n’a pas de position. Son mouvement dans le temps lui fait avoir des superpositions possibles.

Par conséquent, le quanta se déplace comme une vague de probabilité de présence, mais il interagit comme une seule particule selon les propriétés de son champ. Cette superposition apporte les premières géométries spatiales : les isosurfaces. Celles-ci offrent de nouvelles propriétés : le contact ! Ce contact apporte d’autres interactions telles que la résistance. Enfin, il en résulte des corps solides qui sont constitués d’ondes de probabilités de présences (surréalisme quantique), mais qui n’offrent qu’une seule réalité probabiliste (interaction) par particule. L’interaction avec l’environnement est basée sur un rapport de probabilité. Celui-ci provient d’un ajustement fin des lois de la physique et de leurs constantes.

Les interactions ne dépendent pas d’une mesure, seulement de l’environnement,... mais celui-ci peut imposer une valeur (mesure). L’environnement définit les réalités possibles. Si l’environnement se réfère à une réalité, les autres deviennent irréalistes et ne peuvent pas apparaître ! C’est l’interaction établie avec l’environnement, selon les règles dictées par l’agencement fin, qui détermine notre réalité ! Cela permet à la matière d’évoluer, donc de devenir plus complexe structurellement.

Découvertes :

Le spin est établi en fonction de la direction prise par la particule, ce qui lui donne un axe, mais aussi en fonction de l’angle d’interaction dû à l’environnement (comment nous plaçons des aimants ou des filtres). Puisque le quantique est un enchevêtrement d’événements, en fonction de celui qui émerge, la rotation peut être soit positive, soit négative, selon les paramètres établis par l’axe du mouvement et l’angle d’interaction. Cela entraîne des attributs électromagnétiques opposés.

Dans le cas d’un fermion, il s’agit d’une « rotation » illusoire de la particule. Selon le cas, un aimant l’attire dans un sens ou dans l’autre. Dans le cas d’un photon, c’est une orientation de son électromagnétisme. Selon le cas, un filtre l’empêche de passer ou non.

" Selon le cas " signifie que la mécanique quantique entre en jeu pour calculer les probabilités de tous les cas possibles. Cela donne des ondes de probabilité, comme les fentes de Young. Donc un quanta est une forme qui se déplace comme une onde mais qui interagit comme une particule. C’est une onde de probabilité de présence qui n’interagit qu’une fois à la fois contrairement à l’ubiquité qui offre plusieurs interactions en même temps.

Cependant, l’Information d’une onde est lacunaire, ainsi, on parle d’états superposés. Des états sans position précise dans un enchevêtrement de positions possibles. C’est à l’arrivée (interaction) que la particule définit ses attributs, comme la polarité ou le dynamisme. Cependant, ceux-ci dépendent des probabilités du quantique et de ses superpositions. Ils sont organisés selon un taux d’interactions entre les forces fondamentales et l’environnement. Ce taux dépend également de l’ajustement fin de l’univers et décrit notre réalité !

Ainsi est le spin dans les champs quantiques : une interaction entre une perturbation qui se déplace dans un sens, c’est-à-dire l’axe du mouvement vers le futur dans la ligne d’univers, et un champ dont les propriétés spécifiques fournissent des moments angulaires. Ceux-ci se chevauchent dans différentes réalités possibles. Ils découlent de circonstances dépendantes de l’environnement. Ainsi, c’est l’environnement qui détermine les possibilités de chaque réalité.

Les réalités impossibles ou interférentes ne peuvent apparaître ! Ainsi, une fois définie, la rotation devient la seule réalité du moment. Mais dès qu’on change les interactions, d’autres possibilités reviennent. Par conséquent, on doit encore redéfinir la réalité (spin) selon une interaction probabiliste.

Les particules apparaissent dans des probabilités différentes selon leurs états. Ils ne sont tous que des superpositions dans une interaction générale de réalités quantiques. Ces réalités chevauchent différents événements au même moment pour la même particule. Mais c’est l’interaction avec l’environnement qui détermine la réalité commune à tous. Une interaction issue d’un champ de possibilités probabilistes. C’est ce champ de probabilité, dépendant des interactions, qui définit notre réalité. Ainsi apparaissent le cinétisme, le dynamisme et la rotation dans notre monde (réalisme).

Mais pas dans le micro monde du quantique : nous ne voyons que des superpositions de perturbations dans les champs (surréalisme) qui progressent vers le futur tout en maintenant leurs mouvements. Cela permet aux particules de se déplacer comme des ondes dans l’espace. Ces ondes de probabilités de présences s’entrelacent pour définir notre réalité. Ils sont constitués des superpositions d’états possibles de ces perturbations. Les réalités probabilistes restent pour interagir avec l’environnement tandis que les impossibilités et les interférences sont éliminées avec les particules virtuelles.

Ainsi, les particules réelles évoluent à travers leurs mouvements et interactions angulaires. Cela leur donne un cinétisme, une fréquence mais aussi des moments angulaires c’est à dire des "rotations" qui définissent une polarité. Cela apporte des propriétés électromagnétiques inhérentes à ce mouvement, c’est-à-dire que la particule a un pôle nord et un pôle sud à ses extrémités. Ainsi, elle est similaire à un aimant avec un pôle positif et un pôle négatif, mais son orientation est arbitrairement équilibrée : elle est aléatoire ainsi bien qu’équitable. Ainsi, le Nord est dans une position dans la moitié des superpositions, tandis que le Sud l’est dans les autres, pour chaque fermion.

Tout dépend de l’événement qui se produit lors de l’interaction car le quantique est un univers où les réalités se chevauchent. Ainsi, l’événement, qui est devenu notre réalité, affiche l’orientation du spin. Un spin qui apparaît à travers les interactions entre la particule et son champ.

Des interactions considérées selon un seul axe, l’axe du déplacement. Un axe qui a un vecteur bien connu, celui de la direction. La direction est le reflet d’un mouvement vers l’avenir (chronologie). Ainsi, c’est le mouvement de la particule (perturbation) dans son champ le long de la ligne du temps qui déclenche l’interaction dite "spin" et dont le phénomène est angulaire!

Ce sens du mouvement cache également le quadruvecteur énergie/impulsion. En effet, le spin est lié au même axe qui affecte la longueur en relativité, c’est-à-dire l’axe du mouvement qui doit être maintenu dans tous les espace-temps (relativité restreinte) ! Ce mouvement vers l’avenir est la ligne d’univers qui témoigne de son évolution. Ce vecteur de déplacement stimule d’autres phénomènes, comme le décalage vers le rouge.

Ainsi, c’est la direction qui détermine l’orientation du spin. C’est le seul axe de rotation dont le vecteur est considérée par la mécanique quantique. Donc, le seul axe qui apporte un attribut magnétique à la particule en mouvement. Même si d’autres axes existent, il est décisif en lui-même. Cependant, c’est l’interaction avec l’environnement qui détermine l’angle que ce vecteur (axe) apporte. Celui-ci ne peut afficher que 2 réalités possibles : le Nord et le Sud de l’axe !

En bref, la matière est une « perturbation » qui semble tourner étrangement : elle nécessite une double interaction avec l’espace au cours de son voyage ; l’une avec son champ et l’autre avec son anti-champ. Ainsi, la perturbation acquiert un spin de chaque champ, ce qui le double. Ce sont des spins simultanément opposés. C’est cet attribut de rotation demi-entière qui témoigne des propriétés de la matière !

Ainsi, ce phénomène quantique a son impact sur le monde physique puisqu’il va déclencher des phénomènes propres au magnétisme. Cela permet à la particule d’imiter le comportement d’un aimant. Par conséquent, les interactions électromagnétiques jouent avec les attributs du spin, forçant la particule à suivre un courant magnétique ou autre.

Celui qu’elle va suivre correspond au spin défini lors de l’interaction. Une direction angulaire (polarité) qui varie selon l’événement choisi par la probabilité. Ainsi, les probabilités définissent les attributs de la particule lors de son interaction : des attributs tels que sa vitesse, sa position ou sa rotation.

Un spin dérivé selon la direction prise par la particule, mais qui sera conservé jusqu’à ce qu’une autre interaction force la particule à s’identifier. Les particules voyagent comme des ondes de probabilité. Lorsque les probabilités sont éliminées, leurs réalités quantiques ne peuvent pas survivre. Les autres réalités ne décident entre elles qu’à l’arrivée, ce qui signifie une interaction probabiliste dans une longue liste compilée en nanosecondes.

Ainsi, une fois l’événement sélectionné, il conserve ses propriétés telles que son dynamisme (vitesse) ou sa fréquence (impulsion). En effet, toutes les autres réalités quantiques, étant incompatibles, sont effacées. Seules restent les réalités qui retiennent le mouvement, comme la rotation. Ils restent jusqu’à ce que l’environnement ne sélectionne un autre événement.

Un événement qui doit correspondre à de nouvelles interactions. Il créera de nouvelles possibilités, donc des réalités quantiques. Des réalités qui se manifestent à travers les lois de la probabilité. Elles sont basées sur des taux prédictibles, éliminant celles qui sont impraticables et ne laissant que celles qui sont réalisables. Elles correspondent aux versions mathématiquement possibles de l’univers et apparaissent instantanément (comme les sauts quantiques).

L’interaction suivante se produit avec d’autres événements qui font voyager ou transformer la perturbation. Ceux-ci créent de nouvelles réalités qui conservent le cinétisme, le dynamisme et la rotation de la perturbation. De loin, cela donne une particule qui se déplace comme une onde. Jusqu’à ce qu’une nouvelle interaction se produise qui force la perturbation à adopter un nouvel état/comportement. Un comportement qui provoque l’apparition de nouveaux événements quantiques, ce qui donne à la perturbation qui progresse de nouveaux attributs possibles et l’un d’eux émerge selon les lois de la probabilité. Cette nouvelle réalité prévaut sur la précédente qui disparait !

Ainsi, le spin est redéfini avec cette nouvelle interaction avec l’environnement et sa réalité sera préservée tant que les probabilités le permettront. Mais dès que les interactions changent,... les probabilités changent ! Soit la même interaction (spin) revient, soit son inverse.

La seule exception est le boson de Higgs qui n’a pas de mouvement angulaire. C’est la seule particule qui n’a pas de vecteur directionnel puisqu’elle est scalaire. Avec sa rotation 0, quel que soit l’angle d’observation, elle est imperturbable. Ainsi, elle n’a pas de "rotation", donc pas de pôles, ni d’électromagnétisme. C’est ainsi que sont les sphères parfaites : elles ont toujours la même face. Par conséquent, il est impossible d’en distinguer un angle.

Conclusion :

Les lois de la physique sont surprenantes : elles ne font jamais d’erreurs ! Elles sont basées sur des principes mathématiques logiques mais harmonieux. Ils ne dépendent pas du temps ou du lieu mais en modifient la substance. La mécanique quantique garantit que toutes les interactions se produisent comme prévu. Ainsi, les perturbations intriquées ont des polarités corrélées (paradoxe EPR). Elles sont toujours strictement interconnectées sans aucune erreur, ni même de transfert d’information, car certaines particules s’échappent à la vitesse c. Pourtant, leurs spins intriqués s’établissent malgré la vitesse et la distance sans avoir de variables cachées (Albert Einstein vs. Niels Bohr).

Cela est dû à une élégance mathématique découverte par Paul Dirac. Il parle d’un fondement des lois de la physique ; la création de paires. Que ces paires soient de la matière ou de simples attributs, cela n’a pas d’importance ; quelle que soit leur nature, c’est le même système ! La création de paires est une loi universelle fondamentale de la physique qui ne dépend ni du temps ni de la distance. C’est la version sur le côté universel des lois de physique. Elle stipule que toute interaction a des conséquences. Si celles-ci font partie des lois de la physique, peu importe la distance, elles sont immédiates. C’est là que nous sortons de la loi de la "localité" pour celle de "l’universalité", car si les interactions sont locales, certaines conséquences sont universelles !

Ainsi, le paradoxe EPR n’est pas dépendant du temps ou de la proximité mais dépend uniquement des interactions (mesures), en d’autres termes, leur "arrivée". En effet, c’est à la fin qu’ils déterminent la création d’une paire d’attributs, une paire de particules liées par la polarité dans ce cas, mais pour les fermions qui se déplacent, c’est une paire de spins (360° et -360°). La création de paire fait partie des lois de la physique. Des lois universelles valables dans toutes les localités. Par conséquent, si un spin intriqué est déterminé, son opposé doit également apparaître et lorsqu’un spin demi-entier se propage, son opposé doit également voyager,... ce qui signifie qu’ils voyagent ensemble !

Toutes ces interactions quantiques permettent l’évolution de l’énergie qui a activé l’univers il y a 13,8 milliards d’années. Depuis lors, il a progressé à travers le temps vers la complexité en raison de l’augmentation constante de son entropie.

Conflits d’intérêt :

Cette théorie est liée à un livre : « L’origine de la matière ». Ce livre est le produit d’une encyclopédie nommée « Les Enseignements de l’Ange ». Cette collection a beaucoup de théories, y compris le début de la vie dans le deuxième tome (Les origines de la vie). Donc, il y a un conflit d’intérêts : avoir raison fait vendre alors qu’avoir tort donne l’air idiot ! Cela peut mener à des bévues inattendues. C’est pourquoi nous devons faire preuve de prudence : parce que le conflit est inévitable, l’information ne peut être validée que si elle est soutenue par d’autres.

Références:

• "The Principles of Quantum Mechanics" (1928) Dirac, P.A.M.
• "Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?" (1935) Einstein, A., Podolsky, B., & Rosen.
• "On the Einstein Podolsky Rosen Paradox." (1964) Bell, J. S.
• "Quantum entanglement." (2009) Horodecki, R., Horodecki, P., Horodecki, M., & Horodecki, K.
• "The Feynman Lectures on Physics" (1965) Feynman, R.P.
• "Quantum Mechanics" (1961) Messiah, A
• "Modern Quantum Mechanics" (1994) Sakurai, J.J.
• "Quantum Field Theory" (1993) Kaku, M.
• "The Classical Theory of Fields" (1929) Weyl, H.
• "Anomalies in Quantum Field Theory" (2008) Bertlmann, R.A.