Lumière et couleurs visibles

George Smyridis

Lumière et couleurs visibles


J’ai récemment lu un article sur la chromodynamique quantique qui suggérait que les quarks n’avaient pas réellement de couleurs car leurs dimensions étaient plus petites que la longueur d’onde de la lumière visible.

Ma question est: les objets dont les dimensions sont inférieures à la longueur d’onde de la lumière visible peuvent-ils avoir des couleurs? ! (ce qui signifie que si nous pouvons les voir colorées)!

Ignacio Vergara Kausel

Les couleurs dans QCD ne sont qu’une balise pour les distinguer. Il n’y a rien intrinsèque en eux au niveau des couleurs.

Zheng Liu

Cette couleur n’est pas la couleur au sens quotidien. Le nom ici peut être trompeur pour ceux qui n’ont pas touché à la théorie quantique des champs. Si cela vous déroute, n’oubliez pas que cela n’a rien à voir avec la couleur vue par les yeux.

Chris Gerig

@ZhengLiu (et @Ignacio), si vous lisez attentivement, il ne pose pas de questions sur le caractère trompeur de l’étiquette à colorier pour les quarks. Il utilise cela pour motiver la question explicitement énoncée.

George Smyridis

Eh bien peut-être que je n’ai pas bien posé la question. Ce que je veux savoir, par exemple, est-ce que nous voyons un virus d’une longueur de 50 nm coloré?

Zheng Liu

@Chris Gerig Oui. Mais encore, cette motivation elle-même est trompeuse et mérite d’être soulignée, n’est-ce pas?

Réponses


 Ruslan

Pour une façon habituelle de regarder, essayer de voir un objet avec une taille inférieure à la longueur d’onde sur laquelle vous brillez ne vous donnera rien: vous ne remarquerez pas du tout l’objet du tout: il ne peut pas être résolu .

Mais, il y a une astuce, où au lieu d’utiliser la manière normale de « briller et regarder à distance », vous regardez l’objet de très près, en tirant parti des propriétés des ondes évanescentes – c’est ainsi que fonctionne la microscopie optique à balayage en champ proche .

En utilisant une telle technique, vous pourrez certainement déterminer la couleur d’un petit objet, bien que cette couleur puisse être très différente de la couleur d’une collection macroscopique de tels objets, car les effets de confinement électronique peuvent sembler importants. Un exemple d’une telle situation serait d’essayer de «regarder» des points quantiques de différentes tailles: les points quantiques sont essentiellement des nanocristaux du même matériau, ayant juste un nombre différent d’atomes en eux, ayant ainsi des tailles différentes.


 Chris Gerig

En gros, la couleur d’un objet est la longueur d’onde qui frappe vos yeux lorsque la lumière [généralement non cohérente] interagit avec l’objet. Cette interaction comprend la réfraction et la réflexion et le spectre de la lumière incidente. Mais pour les objets qui sont des particules simples, il n’y a pas vraiment de propriétés de réfraction / réflexion, il y a juste une émission stimulée. Le photon émis par la particule aura une longueur d’onde qui dépend de la lumière incidente et des niveaux d’énergie de la particule. Donc, pour dire qu’un objet a une « couleur » définie, la réponse est non.


 Carl Witthoft

Je ne suis pas sûr que les autres réponses soient complètes. On pourrait dire que les quarks ont une couleur photopique dans certaines conditions.

S’il n’y a aucune interaction (autre que la diffusion élastique) avec les photons, alors les quarks pourraient être considérés comme « blancs », car ils n’ont pas d’absorption préférentielle. Si les quarks sont capables d’absorber les photons, ils sont soit « gris » soit ont une couleur si cette absorption dépend de la longueur d’onde.

Je connais bien trop peu de choses sur la QCD pour affirmer si de telles interactions (sans compter les photons virtuels) se produisent.

 

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