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Merci Philippe Guglielmetti pour cette très intéressante et délicate question. Je vais faire de mon mieux. Ce n’est pas dit que j’y arrive.
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Il y a, dans notre univers, une dimension que nous ne voyons pas et qui est orthogonale à toutes les dimensions que l’on connait (=perpendiculaire).
Cette dimension peut être appelée “charge électrique”. Lorsqu’elle est au repos, elle est remplie d’une valeur nulle, qui sépare le “dessous” du “dessus” (comme le niveau 0 de l’eau d’un lac).
Et comme pour de l’eau, cette dimension est parcourue de “vagues”. On appelle “potentiel électrique” le niveau vertical local de remplissage de cette dimension (le niveau de l’eau), et “champ magnétique” la force des vagues qui parcourent cette dimension dans la direction horizontale (c’est à dire dans nos dimensions d’espace physiques).
C’est pourquoi le champ magnétique et le potentiel électrique sont toujours perpendiculaires l’un avec l’autre, un peu comme le surfeur suit les vagues dans leur mouvement horizontal, alors que localement l’eau ne se déplace que verticalement (sauf quand la vague “roule”, mais c’est une autre histoire…).
Ainsi, on a pour le champ électrique les mêmes règles que pour l’eau des lacs : les potentiels tendent à s’équilibrer quand ils sont mis en contact, le haut potentiel se “déverse” dans le bas potentiel jusqu’à ce que les potentiels soient égaux (pensez à la charge d’une petite batterie branchée sur une grosse batterie par exemple), c’est aussi ce qui se passe quand on relie 2 mers entre elles, 2 lacs entre eux, ou 2 bouteilles d’eau entre elles avec une paille.
Ainsi, la connaissance du niveau local d’eau nous permet d’en déduire où vont les vagues, et réciproquement la connaissance précise des caractéristiques des vagues nous permet d’en déduire le niveau de l’eau en tout point. Et il en va de même pour les potentiels électriques et les champs magnétiques : la connaissance complète de seulement l’un des deux est suffisante pour tout connaître, ce qui nous permet de conclure que ce sont 2 représentations différentes d'une seule et même réalité.
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Mais la question ne porte pas sur les potentiels électriques, elle porte sur les champs magnétiques des aimants, il faut donc expliquer pourquoi existent des aimants permanents.
Chaque atome est constitué par un noyau qui est électriquement chargé positivement, et un ou plusieurs électrons qui sont chargés négativement. Parce que les potentiels opposés s’attirent, la forme de l’atome est stable, tout comme une lune tourne autour de sa planète de façon stable, une planète autour de son étoile, et une étoile autour de son centre de galaxie.
Ensuite, il faut comprendre que les mouvements de potentiels électriques réalisés par les électrons génèrent tous un champ magnétique minuscule (qui décroit comme l’inverse du carré de la distance, tout comme pour une intensité lumineuse, ou pour la gravité, ou toute autre interaction fondamentale). C’est à dire que chaque atome fait “vibrer électriquement l’univers”.
Mais les minuscules contributions de chaque électron dans un matériau quelconque s’opposent globalement. C’est pourquoi aucun champ magnétique global n’émane d’un tel matériau qu’il soit gazeux, liquide ou un solide non cristallin. Pour avoir un aimant, ce que nous voulons c’est 1/ un cristal, dans lequel la dimension physique du motif (où le cristal se répète) est un multiple de la période de vibration (qui est l’inverse de la fréquence) or tous les métaux sont des cristaux, et 2/ une orientation similaire des caractéristiques de mouvement des électrons (spin, etc).
Un champ magnétique est un phénomène macroscopique qui dévoile la présence d’un phénomène microscopique, qui apparaît amplifié parce que les contributions s'additionnent. Un aimant permanent est juste une forme de résonance naturelle, c’est une loupe sur le monde microscopique qui nous dévoile la structure intime de l’univers.
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Mais pourquoi donc les aimants s’attirent-ils ou se repoussent, en fonction de leur orientation ?
Pour répondre à cette question, il faut parler de la dynamique des vagues. Si vous voulez envoyer des vagues dans de l’eau à un ami qui se trouve suffisamment loin, l’énergie que vous allez dépenser va créer les vagues voulues qui vont rejoindre cet ami et le bousculer.
Mais si l’ami ne veut pas être bousculé, alors il devra vous faire face et dépenser la même énergie que vous mais en direction opposée. De cette façon, toutes les vagues seront synchrones et de même amplitude, donc elles se réfléchiront au point de contact, centre de l’expérience, comme sur un mur invisible.
D’où il apparaît que si vous voulez dans l’univers éviter de recevoir une certaine énergie, vous devez déployer autant d’énergie qu’à la source de la perturbation, et vous y opposez en terme de direction. Or le nombre de sources vous dépassera toujours dans l’univers, puisqu’on est en dimension 3, il est donc inefficace de s’opposer aux perturbations : il vaut mieux toujours les embrasser, et mettre cette énergie à profit. Et ça tombe bien, puisque c’est exactement ce que fait la vie. Mais je dérive de la question, revenons à nos moutons.
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Quand vous envoyez des vaguelettes à une bille d’eau qui flotte, elle se met à rebondir sur vos vagues, et son rebond génère à son tour une nouvelle vague qui s’ajoute à la première et la modifie. De la même façon, le courant électrique génère toujours un champ magnétique, puis ce champ magnétique génère dans le matériau qui le subit un courant électrique “qui tend à s’opposer à la cause qui lui a donné naissance” : c’est ainsi que tous les transformateurs fonctionnent.
Vous pouvez donc attirer ou repousser une telle particule en fonction de la phase de votre onde par rapport au mouvement propre de la particule. Ce phénomène peut être observé dans cette vidéo qui présente la “théorie de l’onde pilote”[1], qui essaye de rendre macroscopique certaines propriétés étranges du monde quantique, comme le principe de superposition (la bille semble passer “simultanément” dans les 2 fentes de Young) :
