LES  ÉLECTRONS

La superposition d'ondes sphériques convergentes et divergentes produit un électron.

 

        par Gabriel LaFrenière.        absolu2000@hotmail.com

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 L'interféromètre de Michelson.  Les champs magnétiques.  La lumière.
 La transformation de Lorentz.  Les ondes stationnaires.  La gravité.
 La théorie de la Relativité.  Les électrons.  Les quarks.
 La mécanique ondulatoire.  L'effet Doppler.  

 

Les électrons sont des ondes.

On sait depuis Louis de Broglie que la matière possède des propriétés ondulatoires. Cette étude va plus loin encore en montrant qu'elle est faite d'ondes exclusivement. Il s'agit plus exactement d'ondes stationnaires, dont le prototype est montré dans l'animation ci-dessus.

Tout indique que cette animation représente un électron. Cette page étant consacrée à l'électron lui-même, vous trouverez d'autres renseignements à la page sur les ondes stationnaires.

Ces électrons seraient en mesure de s'assembler en quarks, puis en protons ou en neutrons. Ainsi, la matière serait faite uniquement d'électrons.

Cette onde présente toutes les propriétés d'un électron.

Les propriétés de l'électron sont bien connues. On peut citer ses deux spin, l'absence de dimensions, la charge électrostatique, les propriétés ondulatoires, la capacité d'accélérer, de ralentir ou de changer de direction, l'action et la réaction par contact apparent ou à distance, l'énergie intrinsèque, l'énergie cinétique, la similitude quasi absolue avec ses semblables, la présence d'une antiparticule identique mais positive, l'augmentation de masse à grande vitesse accompagnée des autres effets de la transformation de Lorentz.

Il faut aussi citer sa participation évidente aux champs magnétiques et électriques, à la construction des atomes. Il est impliqué lors de l'émission ou de la réception des ondes radio et de la lumière, et aussi lors des réactions chimiques. C'est l'un des constituants des atomes, et cette étude affirme même que c'est le seul. En effet on sait depuis peu que lui et le positron sont capables de former des quarks, qui sont alors accompagnés de champs gluoniques. Or les quarks sont les seuls constituants des protons et des neutrons, et ils sont alors aussi accompagnés de champs gluoniques. 

C'est beaucoup demander à une onde. Et pourtant cette onde en est capable.

Cette page en fera la démonstration.

 

Une onde, deux particules, quatre phases.

On sait que les ondes stationnaires présentent des ventres et des nœuds de courant ou de pression deux fois par phase et aux demi-longueurs d'onde. Il peut donc exister deux électrons, dont l'un est en avance d'une demi-période sur l'autre. Ils se distinguent car leur noyau central est fait d'éther comprimé ou dilaté. Mais ils ont en commun le fait que leurs ventres et leurs nœuds se forment simultanément.

En effet, deux fois par période, les ondes stationnaires semblent disparaître. À ce moment, la pression du médium est la même partout et ce sont plutôt  les ventres et les nœuds de courant qui s'activent. La substance du médium est déplacée en direction du futur ventre de pression. Ces deux phases peuvent donc être occupées par deux autres particules qui oscillent en quadrature. Ce sont les positrons, qui présentent eux aussi deux spin opposés.

Leur synchronisation doit donc être parfaite. On peut présumer que les électrons libres se synchronisent mutuellement de manière à ne tolérer que les deux phases compatibles, ce qui explique l'absence de positrons à l'état libre. En effet les atomes et les molécules sont ainsi construits que les électrons périphériques sont infailliblement plus près les uns des autres que les positrons qu'on suppose présents à l'intérieur du noyau. Confinés à l'intérieur des quarks qui composent les protons et les neutrons, ils sont à l'abri de l'influence des électrons.

L'animation ci-dessous montre les deux électrons et les deux positrons de chaque spin. On peut facilement les identifier parce qu'ils apparaissent simultanément. Pourtant, comme c'est aussi le cas du pôle nord et du pôle sud d'un aimant, il est impossible de déterminer lesquels sont les électrons ou les positrons.

Ces noms sont donc relatifs, comme ceux des pôles d'un aimant. On a d'ailleurs fait erreur en ce qui concerne le pôle nord de la Terre, qui est en fait son pôle sud, et en identifiant les bornes positives et négatives des piles. Ceci montre qu'on aurait pu tout aussi bien considérer que les électrons sont positifs. Alors les protons auraient été négatifs et les anti-électrons auraient été nommés négatrons.

 

Quatre spins, deux pour l'électron et deux pour le positron.

Les variations de l'amplitude. Noter la similitude avec le disque d'Airy.

 

La « structure fine » de l'électron.

 

Une enveloppe caractéristique.

Ce diagramme a été tracé par l'ordinateur en appliquant le principe de Huygens. On trouvera plus de détails à la page sur les ondes stationnaires. La courbe rouge indique les valeurs en volume, comparativement à la sphère de rayon  1 = l / 2 qui forme le noyau central. Cette sphère est présumée entourée de couches concentriques d'épaisseur  l / 2 dont le volume croît selon la distance  x. Pour cette raison, la pression du médium (l'air ou l'éther) diminue selon la réciproque. On trouve finalement que l'amplitude varie tout simplement selon :  y = 1 / (p x), ce que montre la courbe verte.

On constate que l'électron respecte scrupuleusement cette courbe verte. Toutefois la crête du premier lobe est située un peu en deçà de son emplacement théorique aux trois quarts d'une longueur d'onde (x = 1,432 et non 1,5). Le lobe est quelque peu « penché ». Cette anomalie persiste mais s'estompe progressivement pour les lobes suivants, comme c'est d'ailleurs aussi le cas pour le disque d'Airy.

Les lobes se succèdent aux demi-longueurs d'onde et ils correspondent donc aux ventres et aux nœuds des ondes stationnaires planes classiques. L'ensemble est distribué à l'intérieur d'une enveloppe caractéristique qui rappelle aussi celle des ondes stationnaires habituelles. Toutefois le « ventre » central fait exception parce qu'il mesure une onde entière et, sauf à proximité du centre, l'amplitude décroît selon le carré de la distance.

L'effet Doppler.

La situation se complique si l'électron se déplace. Alors ses ondes convergentes et divergentes subissent l'effet Doppler :

 

v = 0,5 c v = 0,866 c

La superposition d'ondes non concentriques permet à l'électron de se déplacer.

 

Malgré l'effet Doppler, l'électron qui se déplace (v = 0,5c) conserve son enveloppe caractéristique.

Cette enveloppe se contracte, ce qui démontre que la matière se contracte vraiment selon Lorentz.

 

L'électron est une « sphère d'Airy ».

Un électron n'est rien d'autre qu'un disque d'Airy à pleine ouverture (360°). Le disque d'Airy normal est plat (l'épaisseur d'une demi-longueur d'onde) à faible ouverture et son diamètre vaut 2,44 l / D selon le chiffre donné par l'astronome Sir George Biddell Airy. La variable D est le diamètre de l'ouverture rayonnante circulaire. Toutefois ce disque prend du volume à plus grande ouverture jusqu'à devenir finalement une sphère d'Airy, dont le diamètre vaut une longueur d'onde exactement. Dans le cas de l'électron, l'ouverture rayonnante peut donc plutôt être assimilée à la surface interne d'une sphère complète dont le rayon est très grand comparativement à la longueur d'onde. 

Les opticiens et les physiciens qui connaissent bien les ondes noteront qu'on montre ici les valeurs de l'amplitude. La période des lobes de rang impair est donc négative. Cette période est uniforme (p ou 2 p) à l'intérieur d'un lobe donné, alors que les ondes progressives montrées plus haut présentent un surprenant quart d'onde de retard au centre. C'est ce qui explique que le ventre central de l'électron fasse une onde entière, alors que normalement les ventres et les nœuds des ondes stationnaires ne font qu'une demi-onde.

Le carré de l'amplitude.

L'énergie vaut le carré de l'amplitude selon une loi de Fresnel, ce qui fait qu'un diagramme montrant l'énergie s'étalerait uniquement du côté positif de l'axe. De plus les lobes secondaires y apparaîtraient beaucoup plus petits comparativement au lobe central.

Le spin des électrons et des positrons.

Considérant les phases, il y a donc plus de différence entre les deux électrons qu'il y en a entre un électron et un positron. Mais on verra plus loin que c'est très nettement le fait que leurs nœuds se forment simultanément qui les identifie.

Toutefois le spin des électrons devient déterminant lorsqu'on les met en présence d'un positron, donc d'un proton. Dans ce cas, à distance égale, le sens du rayonnement unidirectionnel qu'ils produisent est inversé selon leur spin. Il faut donc que les deux soient présents de part et d'autre du noyau de l'atome pour neutraliser le champ magnétique qui en résulterait autrement. C'est pour cette raison que le principe d'exclusion de Pauli interdit la présence de deux électrons de même spin, du moins sur une même couche, et compte tenu d'autres critères. 

Le spin des électrons a été établi à + 1 / 2 et à 1 / 2, ce qui correspond à  p / 2 et à 3 p / 2. Le mot anglais spin fait référence à une rotation, mais celle-ci suppose un axe qui n'a semble-t-il jamais été démontré. D'ailleurs les comptes-rendus récents donnent à penser qu'il n'y a pas de rotation, tout simplement parce qu'on n'a jamais pu déterminer le diamètre d'un électron. Géométriquement, c'est un point, et il est difficile de démontrer qu'un point tourne.

Ce spin indique donc plutôt une période d'onde. Dans ces conditions le spin des positrons devrait s'établir à 1 et à 0 (ou 2) comparativement à 2 p.

En réalité, d'un point de vue absolu, les électrons libres et ceux qui sont présents autour du noyau des atomes sont des positrons une fois sur deux. L'univers comporterait ainsi autant d'électrons que de positrons. En effet, selon la transformation de Lorentz, le temps varie sur l'axe du déplacement, ce qui fait que la période relative du noyau central des électrons et des positrons évolue le long de cet axe.

La transformation de Lorentz.

Ces pages affirment que la transformation de Lorentz se produit vraiment dans un référentiel selon sa vitesse absolue comparativement à l'éther. Ceci signifie que les objets se contractent sur l'axe de leur déplacement, que les horloges ralentissent et qu'il se produit un décalage horaire. Mais ceci signifie d'abord et avant tout que les électrons se contractent, que leur période d'oscillation ralentit et qu'ils présentent des inversions de phase régulières le long de cet axe.

On aura vu en parcourant la page sur cette transformation que Henri Poincaré a mis au point une procédure de réglage des horloges par signaux optiques. Une procédure similaire mettant en scène un observateur central révèle qu'un signal lumineux émis simultanément par deux astronautes qui se suivent, et qui sont à une seconde lumière l'un de l'autre, lui parviendront selon un délai invariable. Par exemple, ce délai correspond à un décalage horaire qui vaut 3,464 secondes à la vitesse de 0,866 c.

Ce délai correspond donc à une constante pour une vitesse donnée. Il dépend uniquement de la différence de vitesse relative des ondes selon qu'elles se propagent vers l'avant ou vers l'arrière. On peut en déduire un coefficient de synchronisation  s :

s = b / ( 1 b2

Ce coefficient n'a aucun lien avec la contraction de Lorentz, et pourtant il peut aussi être obtenu grâce à l'équation du temps de Lorentz. Il est lié au fait que dans un référentiel qui se déplace, la vitesse relative de la lumière n'est pas la même vers l'avant et vers l'arrière. C'est précisément pour cette raison qu'il s'établit une simultanéité virtuelle. Ainsi tous les électrons seront perçus comme tels même si ce sont en fait des positrons une fois sur deux.

C'est d'ailleurs pour la même raison que l'onde montrée plus bas semblera exempte d'effet Doppler. La distance L entre les changements de phase, exprimée en longueur d'onde, correspond à la réciproque de ce coefficient de synchronisation :

L = l / s        L = l ( 1 b2 ) / b

 

La simultanéité virtuelle immobilise l'électron.

Les fines lignes blanches verticales montrées dans les animations ci-dessous peuvent être assimilées à des scanners. Elles produisent la photographie d'un électron mobile si l'électron et au repos. Inversement, elles produisent la photographie d'un électron au repos si l'électron est mobile 

Ce processus a donc pour effet d'appliquer la transformation de Lorentz à un électron au repos, en parfaite harmonie avec le postulat de Relativité de Poincaré. Le balayage a pour conséquence de produire un « effet Doppler virtuel », ou encore de l'annuler. Tout ceci illustre d'une manière spectaculaire que la réversibilité des équations Lorentz-Poincaré fonctionne à merveille dans le cas des ondes stationnaires :

 

 

La loi de la Relativité.

Ainsi l'électron au repos semble subir l'effet Doppler aux yeux d'un observateur qui se déplace. Inversement, l'électron mobile subit réellement l'effet Doppler et cet effet est perceptible aux yeux d'un observateur au repos.

Par contre il ne semble subir aucun effet Doppler s'il est observé dans son référentiel, peu importe la vitesse de celui-ci. En fait, tout semble se passer comme dans un référentiel au repos. La théorie de la Relativité s'avère donc exacte, mais on constate maintenant que ce qu'elle prévoit ne correspond qu'aux apparences. Contrairement à ce qu'en pensent la plupart des gens, il s'agit d'un phénomène très simple. En effet, toute la théorie de la Relativité peut être énoncée en quelques mots :

 

De leur point de vue tous les corps matériels semblent au repos et les autres corps ne semblent agir, réagir et se soumettre à la loi de Lorentz que selon leur vitesse apparente.

 La loi de la Relativité des apparences.

 

La première loi de Lorentz est énoncée à la page sur la transformation de Lorentz. L'importance de cette transformation domine nettement la loi de la Relativité. Cette dernière n'est somme toute qu'une curiosité, puisqu'elle ne décrit que les apparences.

Il convient de mentionner aussi une troisième loi, qu'on appellera ici la loi de l'Invariance des phénomènes physiques. Elle est fondée sur le fait que toutes les forces sont attribuables à des ondes. Or ces forces en tant qu'ondes agissent de la même manière dans tous les référentiels galiléens parce que l'effet Doppler y est imperceptible.

 Il faut faire une distinction très nette entre les faits tels qu'ils se produisent et la manière dont ils nous apparaissent. La loi de la Relativité relève de l'illusion, mais la loi de l'Invariance s'avère exacte dans les faits. Elle a été énoncée par Henri Poincaré dès 1904, soit avant qu'Albert Einstein lui-même n'en fasse le pilier de la théorie de la Relativité restreinte publiée en 1905. Vu son importance on pourra parler de la « loi des lois » :

 

Les lois des phénomènes physiques sont les mêmes pour un observateur fixe et pour un observateur entraîné dans un mouvement de translation uniforme, de sorte que nous n'avons et ne pouvons avoir aucun moyen de discerner si nous sommes, oui ou non, emportés dans un pareil mouvement.

 La loi de l'Invariance des phénomènes physiques, de Henri Poincaré.

   

Pour cette raison les électrons ou les positrons seront parfois représentés au repos dans cette page, et aussi dans celle qui traite de la mécanique ondulatoire. En pratique, il est inutile de tenir compte de l'effet Doppler. Ce sera avec la certitude qu'ils réagiront de la même manière peu importe la vitesse de leur référentiel.

L'amplification d'un électron provoque un effet d'ombre.

On aura vu à la page sur la mécanique ondulatoire que les électrons rayonnement des ondes sphériques en permanence. Comme tout système oscillant qui implique des pertes, ils ne pourraient subsister à moins d'être entretenus en énergie. Ils prélèvent cette énergie à même celle des ondes progressives planes qui circulent dans l'éther. Par effet de lentille, les ondes stationnaires provoquent localement la contraction puis la dilatation de l'éther et les ondes progressives qui traversent ces endroits sont partiellement déviées puis dispersées.

Parce que l'énergie ne se perd jamais, elle passe dans les ondes stationnaires des électrons. En conséquence, ce phénomène d'amplification provoque en même temps un affaiblissement des ondes de l'éther, celles qui ont traversé ces électrons. C'est ce qu'on appellera dans cette étude l'effet d'ombre, puisqu'il en résulte effectivement un affaiblissement dans l'intensité des ondes planes en provenance de toute matière. Toutefois cet effet d'ombre est annulé normalement parce que les électrons rayonnent autant d'énergie qu'ils en utilisent.

Des ellipses et des hyperboles.

Les électrons émettent des ondes sphériques en permanence. On peut donc prévoir que si deux électrons sont mis en présence, ces ondes se composeront sur des ellipsoïdes et sur des hyperboloïdes, comme on le montre ci-dessous:

 

 

Il faut bien comprendre qu'il en résultera d'autres ondes stationnaires et non pas simplement des interférences additives et soustractives comme celles qui se manifestent sur un écran.

Chaque électron étant fait d'ondes convergentes et divergentes à très courte distance, ces réseaux complexes résultent de l'addition de quatre ondes distinctes. Il n'en subsiste que deux à grande distance parce que les ondes convergentes n'y ont pas encore été amplifiées. Les effets sont alors différents.

Peu importe leur structure, les ondes stationnaires de l'éther constituent de la matière virtuelle. La matière étant faite uniquement d'électrons, cette matière additionnelle ne saurait exister que par eux. Cette matière virtuelle est amplifiée à son tour par effet de lentille. À très courte distance il s'agira des champs gluoniques. Plus loin, ce seront les champs électrostatiques ou magnétiques.

Ainsi la masse totale de deux électrons voisins inclut celle des champs gluoniques et elle peut donc être très supérieure à la masse de ces deux électrons. C'est pourquoi la masse d'un proton est 1836 fois supérieure à celle d'un électron même s'il ne comporte que trois quarks, eux-mêmes n'étant composés que de quelques électrons. Il arrive toutefois que les ondes stationnaires de deux électrons s'affaiblissent mutuellement si leur distance correspond à l'opposition de phase. C'est l'explication du défaut de masse, qui est capital en physique nucléaire.

Les électrons sont des ondes partiellement stationnaires.

La page sur les ondes stationnaires montre qu'il existe des ondes partiellement stationnaires, dont les ondes n'ont pas la même intensité. C'est le cas d'un électron même s'il est au repos, car ses ondes sont progressivement amplifiées. Sauf très près du centre, l'intensité des ondes divergentes est donc supérieure et dans ce cas on observe que les nœuds se déplacent.

À grande distance, l'intensité des ondes convergente est nulle et il ne subsiste que les ondes divergentes. La transition entre les ondes stationnaires et les ondes progressives se fait donc peu à peu, d'où un stade partiellement stationnaire à mi-chemin. Pour cette raison les ellipses concentriques montrées plus haut ne sont jamais fixes. Elles grandissent, comme on peut le constater dans l'animation suivante :

 

Les ondes « partiellement stationnaires » entre deux électrons.

On verra plus bas que sur l'axe qui les unit, les ondes ne sont plus en phase au-delà des électrons si elles sont en phase entre eux, et vice-versa.

L'unification des forces.

Les électrons rayonnent continuellement leur énergie sous forme d'ondes sphériques. Parce que la pression de radiation qui en résulte compense l'effet d'ombre, la composante des forces est pratiquement nulle. Mais il arrive souvent que ce ne soit pas tout à fait vrai, par exemple dans le cas de la gravité, ou lorsqu'un système fait de plusieurs électrons rayonne ses ondes dans des directions privilégiées.

On a vu que les ondes provenant des électrons ou des positrons se rencontrent obligatoirement et qu'elles provoquent la formation d'autres ondes stationnaires plus complexes. Ces ondes stationnaires constituent les champs magnétiques, les champs électrostatiques et les champs gluoniques. C'est de la matière à toutes fins pratiques. Elles sont à leur tour amplifiées par les ondes de l'éther et elles rayonnent elles aussi leur énergie dans des directions privilégiées. Il en résulte aussi un effet d'ombre, et donc d'autres effets d'attraction ou de répulsion.  

Ainsi, toutes les forces de la nature s'expliquent uniquement par les ondes convergentes ou divergentes des électrons. Elles s'expliquent plus précisément par un gain ou un déficit du rayonnement de la matière comparativement à l'effet d'ombre. L'unification des forces constituait le défi majeur de la physique nucléaire, et c'est maintenant chose faite.

Des quantités faramineuses d'énergie.

Un kilogramme de matière rayonne en une seconde autant d'énergie qu'il en utilise. Il rayonne toute d'énergie qu'il contient en une fraction de seconde, le temps que ses ondes puissent parcourir l'espace qu'il occupe. Or cette énergie correspond à l'équation d'Einstein. On réalise alors que la valeur de cette énergie rayonnée en une seconde est terrifiante.

Les effets des champs magnétiques et des champs électrostatiques ne dépendent que des ondes convergentes des électrons. Or l'intensité de ces ondes varie davantage que selon le carré de la distance, puisqu'elles sont amplifiées peu à peu. Toutefois il en existe des traces même à des milliers de kilomètres, comme le champ magnétique terrestre l'indique. Il semble donc que malgré sa petitesse apparente, la masse totale d'un électron occupe un volume considérable. 

On peut envisager plus commodément une distance où cette masse atteindrait la moitié de la masse totale, et cette distance, très incertaine, pourrait bien être de l'ordre du mètre.

 On peut donner comme exemple une sphère de 50 cm de rayon dont la masse serait d'un kilogramme. En supposant que la moitié de la masse d'un électron se situe également à l'intérieur d'une sphère de 50 cm de rayon, l'énergie rayonnée à chaque seconde par les électrons qui composent cette sphère pourrait valoir 300 millions de fois l'énergie qu'ils contiennent selon l'équation d'Einstein. En effet, les ondes parcourant 300 millions de mètres par seconde, il suffirait d'une fraction de seconde pour que toutes les ondes dont les électrons sont faits en sortent. L'énergie rayonnée à chaque seconde vaudrait en fait 300 millions de fois ce que l'équation d'Einstein  indique. 

On pourrait donc parler de  E=mc3 par seconde comparativement à  E=mc2.

La masse étant d'un seul kilogramme, l'énergie rayonnée en joules par seconde vaudrait donc la vitesse de la lumière au cube, cette vitesse étant exprimée en mètres par seconde, soit 300 millions au cube : 

27 000 000 000 000 000 000 000 000  joules par seconde.

C'est véritablement terrifiant. Très à propos, il sera sans doute possible un jour d'extraire un peu de cette énergie. On pense à une espèce de moulin à vent qui serait capable de tourner en subissant un effet d'attraction dans un sens et un effet de répulsion dans l'autre. Mais pour l'instant il n'est pas possible de savoir comment y arriver.

Les champs gluoniques.

Connaissant la pression de radiation, l'effet d'ombre et la valeur énorme de l'énergie rayonnée, on peut maintenant montrer pourquoi il se produit toujours un effet d'attraction perpendiculaire à l'axe qui les unit lorsque deux électrons sont très rapprochés.

On montre ci-dessous comment deux électrons de spin opposé additionnent ou détruisent leurs ondes lorsqu'ils sont près l'un de l'autre. L'effet est le même si le spin est identique, à la seule condition d'ajouter ou de retrancher une demi-longueur d'onde entre eux. Il faut observer tout particulièrement qu'il se produit une inversion de phase de part et d'autre du noyau central, parce que celui-ci s'étend sur une onde entière.

On constate ainsi que lorsque la distance qui les sépare vaut un multiple entier de la longueur d'onde, les ondes s'additionnent entre eux mais qu'elles se détruisent au-delà de chacun d'eux. C'est le contraire qui se produit si une demi-longueur d'onde s'ajoute à cette distance :

 

Deux électrons de spin opposé et distants de 10 l.

Les ondes s'ajoutent entre eux, mais elles se détruisent au-delà.

 

La distance a été portée à 10,5 l.

Les ondes se détruisent entre eux, mais elles s'ajoutent au-delà.

 

Ainsi donc, sur l'axe qui unit deux électrons, il y a toujours des endroits où les quatre ondes impliquées s'additionnent. Il ne s'agit pas d'interférences, mais bien d'ondes stationnaires dont l'amplitude est quatre fois supérieure à celle d'un électron seul.

Sachant que selon Augustin Fresnel l'énergie vaut le carré de l'amplitude, on peut faire remarquer que deux ondes distinctes d'amplitude 2 dont le carré vaut 4 contiennent un total de 8 en énergie. Mais si ces ondes se composent l'amplitude s'additionne. Elle vaut 4 au total, et l'énergie correspondante vaut 16, soit le double. Mais cette énergie ne vient pas de nulle part. D'où vient-elle ?

Les ondes et la loi de la conservation de l'énergie.

Évidemment il existe une loi de la conservation de l'énergie et l'énergie additionnelle doit être compensée ailleurs par un affaiblissement équivalent. En appliquant le principe de Huygens, on trouve que cette loi se vérifie toujours dans le cas des ondes qui se composent. Peu importe son rayon de courbure, chaque ondelette, dont l'énergie est répartie autour d'une sphère entière, contient toujours la même quantité d'énergie. Ceux qui sont capables de le vérifier verront que dans le cas présent ces ondelettes seront en opposition de phase plus souvent que la normale ailleurs que sur l'axe, de manière à compenser.

Ceci signifie que deux électrons ne peuvent jamais rayonner leur énergie d'une manière uniforme dans toutes les directions. On a vu que lorsqu'ils sont seuls, l'effet d'ombre équilibre exactement la pression de radiation que leurs ondes causent. Mais dans le cas présent il existe deux directions privilégiées, soit sur l'axe et dans les deux sens. Ce système comporte des ondes stationnaires quatre fois plus intenses sur l'axe, et selon un processus bien connu en optique ces ondes sont orientées de manière à rayonner aussi leur énergie uniquement sur l'axe.

Dans ces conditions la pression de radiation l'emporte sur l'axe, d'où un effet de répulsion. Au contraire, c'est l'effet d'ombre qui l'emporte ailleurs, principalement dans les directions transversales, et il en résulte plutôt un effet d'attraction.

Les champs gluoniques et l'amplification.

Dans un tel tandem le processus d'amplification par effet de lentille agit alors avec une efficacité quatre fois supérieure. Ces ondes stationnaires constituent de la matière additionnelle. Elles contiennent et elles produisent de l'énergie additionnelle. Leur énergie et donc leur masse peut être considérable. C'est ce qui explique qu'un proton ou un neutron contiennent environ 1836 fois l'énergie d'un seul électron malgré le fait qu'ils ne contiennent que trois quarks, soit 6 ou 12 électrons. On peut aussi faire remarquer que ce tandem réagit probablement très peu à la pression de radiation latérale, ce qui donne à penser que leur masse est deux fois supérieure. Il faudra donc réaliser un jour que la masse n'est pas une mesure de l'inertie mais bien une mesure de l'énergie.

Ces ondes stationnaires produisent un champ d'attraction très intense, d'où le nom de gluon (colle en anglais, donc particule collante) ou de champ gluonique. Nous savons que ces champs n'ont jamais été constatés sans la présence des quarks. Ce sont donc les quarks qui les produisent, et plus exactement les électrons et les positrons qui constituent les quarks.

Les champs gluoniques et l'énergie cinétique.

Sachant que la masse d'un électron est doublée à la vitesse de 0,866c, la masse additionnelle est stockée sous forme d'énergie cinétique. Au moment où un tel électron en heurte de plein fouet un autre qui est au repos, cette masse additionnelle passe d'abord dans la masse du champ gluonique. C'est la masse de ce champ gluonique qui passe à son tour dans l'autre électron et qui l'accélère à la vitesse de 0,866c, laissant l'autre immobile. D'où le phénomène de l'action et de la réaction par « contact ».

En fait il n'y a pas de contact. C'est strictement pour une raison similaire qu'on entend du bruit lorsque quelqu'un frappe à une porte, et que les doigts ne la traversent pas. C'est pour la même raison qu'une bombe au plutonium dégage de l'énergie. Cette énergie provient de l'énergie cinétique convertie en champ gluonique et soutirée aux électrons très rapides qui ont assemblé puis dissocié le noyau de cet atome complexe. L'énergie atomique n'est que de l'énergie cinétique en conserve. La matière elle-même en tant qu'électrons n'est sans doute jamais détruite. Ces électrons sont tout simplement réorganisés autrement. Le célèbre « défaut de masse » peut donc être attribué uniquement à la masse des gluons.

Un effet d'enclenchement.

C'est très clair : si deux électrons sont très près l'un de l'autre, ils ne se repoussent plus nécessairement. Ils s'attirent ou se repoussent selon qu'ils sont à une demi-longueur d'onde en plus ou en moins. Si leur vitesse est rapide ils n'en sont pas affectés, mais autrement il doit se produire effet d'enclenchement. Les électrons peuvent donc s'assembler sur un multiple de leur longueur d'onde, mais uniquement à courte distance. Et c'est évidemment la même chose entre deux positrons. Il n'y a donc rien d'anormal à ce que de nombreux électrons ou positrons coexistent dans un atome lourd sous la forme de quarks.

Toutefois ces couples devraient être instables puisqu'ils provoquent des effets d'attraction intenses. Les particules environnantes devraient les détruire quand c'est possible, mais ils seraient à l'abri à l'intérieur des quarks. À grande distance il ne subsiste plus que deux des quatre ondes, et il se produit toujours des ondes stationnaires. Les effets sont alors très différents et ils dépendent uniquement de la position des électrons ou des positrons comparativement à leur période. On a vu que ce phénomène permet d'expliquer les champs électrostatiques, mais il pourra aussi expliquer la lumière.

Les champs électrostatiques et les champs gluoniques.

Ceci montre bien qu'il est inexact de dire que deux électrons se repoussent. Peu importe la distance qui les sépare, l'effet de répulsion correspond à une moyenne. Il oscille entre un minimum et un maximum à chaque demi-longueur d'onde. À courte distance ce minimum devient même un effet d'attraction. La composition des ondes se fait aussi d'une manière différente, ce qui permet de distinguer les champs électrostatiques des champs gluoniques. C'est donc la même chose, mais les effets sont beaucoup plus intenses à courte distance.

Par ailleurs, en plus des ondes stationnaires planes centrales, l'image montrée plus haut montre qu'il se produit ailleurs que sur l'axe des ondes stationnaires en anneaux, disposées sur des ellipses concentriques. Il s'agit également de champs électrostatiques ou gluoniques. On note que la structure de ces ondes stationnaires est identique à celle de la lentille diffractive :

On montre en optique que cette lentille permet de concentrer les ondes planes de la lumière parce qu'elle élimine systématiquement celles qui sont en opposition de phase comparativement au foyer. Mais comme toutes les lentilles, elle peut aussi posséder deux foyers. C'est le cas ici. De plus ces lentilles sont empilées les unes sur les autres, en très grand nombre, et elles sont hyperboloïdes à proximité de chaque électron de manière à maintenir l'effet convergent. Et enfin il faut rappeler qu'il ne s'agit pas d'interférences mais bien d'ondes stationnaires. De telles ondes empruntent de l'énergie aux ondes de l'éther, qu'elles rayonnent sans cesse.

En conséquence les champs électrostatiques et les champs gluoniques rayonnent leur énergie uniquement en direction des deux électrons, avec la même précision qu'une lentille. À cause de la pression de radiation, ces électrons seront donc repoussés. Ce serait évidemment la même chose entre deux positrons. C'est pourquoi deux particules dont les ondes stationnaires se forment simultanément se repoussent généralement.

Un effet d'attraction qui justifie le terme de gluon (particule collante).

Comme l'électron, les champs électrostatiques et gluoniques utilisent l'énergie des ondes de l'éther, ce qui provoque un effet d'ombre. Étant donné qu'ils rayonnent cette énergie uniquement sur l'axe, cet effet d'ombre est intact dans les directions transversales. 

Il en résulte un déficit en provenance d'un tel champ comparativement aux ondes qui circulent dans l'éther en provenance de la direction opposée. Il s'agit d'un effet d'attraction extrêmement intense, partout ailleurs que sur l'axe qui unit les deux électrons :

 

Un gluon, ou champ gluonique.

 

L'énergie n'est rayonnée que sur l'axe.

 

On en déduit que les gluons devraient attirer fortement n'importe quelle particule, peu importe sa charge, et même si elle est neutre.

On n'observe pas d'effet d'attraction transversal dans le cas des charges électrostatiques, et pourtant il s'agit de la même chose. En tous cas on n'a jamais signalé d'effet semblable, pas plus d'ailleurs que dans le cas de deux aimants dont les pôles nord ou sud se font face. On peut prévoir qu'il s'en produit un, mais qu'il est extrêmement faible. Il devrait se produire une augmentation de la masse de l'ensemble pour la même raison. En effet, la masse des champs gluoniques constitue la quasi totalité de celle de la matière. Un neutron ne contient que trois quarks, lesquels sont faits de deux à quatre électrons, et pourtant sa masse vaut près de deux mille fois celle d'un électron libre.

Des engrenages : la mécanique des ondes.

À la suite de Léonard de Vinci, la mécanique classique comme celle des horloges ou des voitures a fait un usage abondant des engrenages. Puisqu'on parle ici de mécanique, on parlera aussi à juste titre d'engrenages et d'effets d'enclenchement. Puisque deux électrons se repoussent moins que la normale à chaque demi-longueur d'onde, on peut en déduire que s'ils étaient attirés d'autre part par un proton placé entre eux, ils devraient pouvoir se stabiliser sur un multiple de cette demi-longueur d'onde.

Chacun de ces multiples correspond donc à l'une des dents d'un engrenage ou aux dénivellations d'un arbre à came. S'il est un peu plus loin, l'électron est attiré. S'il est un peu plus proche, il est repoussé. Il ne peut alors que se stabiliser à cet endroit. Ce serait le cas en particulier à l'intérieur des quarks.

Ce serait aussi le cas dans un atome d'hélium, par exemple. S'ils ne tournent pas autour du noyau, il est à peu près certain que ses deux électrons de spin opposé doivent se situer aux antipodes, parce qu'ils se repoussent mutuellement. Leur distance doit correspondre au point où les forces attractives sont égales aux forces répulsives. Mais s'ils devaient être soumis à une force extérieure suffisante, ils seraient déplacés pour revenir ensuite à leur position normale en oscillant comme le font les pendules. La force nécessaire pour les expulser devrait être toujours la même, ce qui explique les quanta.

Il s'agit toutefois d'une analyse préliminaire. Dans les faits, il est plus que probable qu'il se produit des battements entres des ondes dont la fréquence n'est pas tout à fait la même. La fréquence des ondes résultantes serait très inférieure, et donc le pas des engrenages serait augmenté. Ainsi leurs multiples expliqueraient pourquoi les électrons respectent différentes couches dans un atome lourd, selon des multiples entiers d'une longueur d'onde précise, d'où la constante de Planck.

Les électrons et les positrons s'attirent.

Cette étude suppose que les neutrons contiennent des électrons et des positrons en nombre égal, ce qui neutralise les charges. La neutralité pourrait aussi être attribuable à une fréquence différente. Parce que leur désintégration dite bêta produit un électron et un proton, on en déduit que ce proton contient un positron en surnombre. Ainsi, l'atome d'hydrogène comportant un proton et un électron, l'effet d'attraction les maintient ensemble et le total des charges devrait demeurer neutre.

Toutefois, l'animation ci-dessous montre que c'est inexact. Les quatre ondes qui circulent au voisinage d'un électron et d'un positron s'additionnent d'une manière inattendue. Il se produit entre autres un rayonnement à sens unique tout à fait remarquable, en particulier sur l'axe :

 

Un électron et un positron. Noter le rayonnement unidirectionnel sur l'axe.

 

La composition des ondes entre un électron et un positron dans les directions transversales.

Les hyperboles s'entrecroisent et permettent d'expliquer la force de Lorentz.

 

Le sens du rayonnement est inversé si le spin de l'électron ou du positron est inversé. Il est également inversé aux demi-longueurs d'ondes. On voit bien qu'il ne se produit pas d'ondes stationnaires entre eux, ce qui signifie que l'effet d'ombre domine sur l'axe et qu'il en résulte un effet d'attraction. C'est pourquoi un électron et un positron s'attirent généralement, et il devrait en résulter un effet de répulsion dans les directions transversales.

Si la distance qui sépare l'électron du positron augmente ou diminue légèrement, le rayonnement unidirectionnel disparaît. Il ne se produit pas vraiment d'ondes stationnaires, et elles se déplacent latéralement. Elles devraient néanmoins réduire les effets d'attraction. Comme c'était le cas pour les effets de répulsion, les effets d'attraction sont aussi cycliques aux demi-longueurs d'onde.

Les champs magnétiques.

Il semble bien que le réseau complexe d'ondes stationnaires montré ci-dessus soit un champ magnétique. Le rayonnement à sens unique est présent même à l'extérieur des deux particules. Il provient de l'espace extérieur d'un côté et il persiste de l'autre côté. Il est alors évident que deux de ces systèmes qui rayonnent en sens opposé devraient se repousser en provoquant des ondes stationnaires entre eux. Ces ondes stationnaires seraient absentes s'ils rayonnaient dans le même sens, d'où un effet d'attraction attribuable à l'effet d'ombre. C'est pourquoi les pôles d'un aimant se repoussent ou s'attirent selon que ces pôles sont les mêmes ou non.

La force qui repousse deux aimants est donc semblable à celle d'un champ gluonique. Mais ce n'est pas tout. On voit très bien sur l'animation ci-dessus que les ondes stationnaires en anneaux qui se déploient tout autour oscillent en zigzag d'une manière très particulière. Ces mouvements pourraient être à l'origine de la force de Lorenz, qui oblige un électron qui se déplace à décrire des cercles.

 Ceci indique qu'un atome d'hydrogène est magnétique si son électron est forcé de se situer à la distance requise, ce que les taches solaires semblent confirmer. Toutefois les atomes d'hydrogène sont le plus souvent liés entre eux ou avec d'autres atomes. À l'intérieur d'une molécule, on peut penser que le spin des électrons alterne de manière à annuler les effets magnétiques. C'est pour la même raison qu'il devrait alterner à l'intérieur d'un atome en vertu du principe d'exclusion de Pauli. Mais certaines molécules pourraient faire exception, produisant des aimants.

L'électron explique tout.

Il faut répéter ici un passage de la page d'accueil :

«Toute personne qui connaît bien les ondes stationnaires pourrait rapidement en arriver aux mêmes conclusions. L'onde qui constitue l'électron s'avère étonnamment simple. À partir d'elle, tout coule de source. On peut tout expliquer. Il n'y a jamais d'anomalies. Il n'y a jamais d'exceptions. Les calculs sont d'une simplicité enfantine. On n'a pas besoin de recourir à des équations à couper le souffle, et la géométrie d'Euclide suffit. Avouons-le, on est très loin des propos fumeux de la Relativité générale.»

L'électron explique effectivement tout, y compris la transformation de Lorentz et la théorie de la Relativité. On pourra d'ailleurs aussi le vérifier dans les pages dont la liste figure ci-dessous, en particulier celles qui donnent l'explication de la lumière et de la gravité.

C'était beaucoup demander à une onde.

Et pourtant cette onde en est capable, à l'évidence.

 

Gabriel LaFrenière,

Bois-des-Filion en Québec.

absolu2000@hotmail.com

Sur l'Internet depuis septembre 2002.

Dernière mise à jour le 6 décembre 2003.

La théorie de l'Absolu, © Luc Lafrenière, mai 2000.

La matière est faite d'ondes, © Gabriel Lafrenière, juin 2002.

 

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 L'interféromètre de Michelson.  Les champs magnétiques.  La lumière.
 La transformation de Lorentz.  Les ondes stationnaires.  La gravité.
 La théorie de la Relativité.  Les électrons.  Les quarks.
 La mécanique ondulatoire.  L'effet Doppler.  

L'adresse Internet de cette page est :  http://www.glafreniere.com/electrons.htm