pietrzyk_oct2005_universQuantique - LAPP
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L’Univers quantique Bolek Pietrzyk LAPP/IN2P3/CNRS Université de Savoie Annecy-le-Vieux Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 1 Einstein : Révolution 1905 Berne EP Zurich Munich début de … la mécanique quantique … la théorie de relativité Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique Einstein’s Bern residence 2 La Terre Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 3 La Terre et la Lune Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 4 Les galaxies Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 5 … plus loin Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 6 … encore plus loin Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 7 Le vide et vous Vous êtes composé d'au moins 99,9999999999999% de vide ! Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 8 L’atome Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 9 L’atome l’atome 100m de diamètre le noyauun millimètre, 1,7 millions de tonnes ! l’électroninférieur à un micron, 900 tonnes ! l'atome est donc constitué d'au moins 99,9999999999999% de vide ! Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 10 L’atome quantique ? Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 11 Mécanique classique balles ondes Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 12 Etrange mécanique quantique Par quelle fente sont passés les électrons? électrons Si l’expérience est capable de déterminer Lorsqu’un événement peut se produire Le principe d’incertitude La probabilité P d’un événement:est donnée la voie suivant laquelle l’ événement s’est Suivant plusieurs voies par le carré de l’amplitude de probabilité A: produit, l’interférence est détruite: A = ff21+f2 Dxinterférence Dp ~ h P = P=P1+P2 Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 13 L’atome quantique Le principe d’incertitude : Dx Dp ~ h DE Dt ~ h Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 14 Le vide quantique Les particules apparaissent et disparaissent. Pendant une briève période de temps l’énergie n’est pas conservée On calcule le comportement du vide quantique avec une très grande précision. Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 15 L’accélèrateur au CERN Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 16 Votre téléviseur … Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 17 Le détecteur ALEPH Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 18 La résonance Z Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 19 Que produit-on..? Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 20 Mesurer l’invisible e- e- e+ particules connues mais aussi inconnues Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique e+ 21 Voir l’inconnu Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 22 Voir l’inconnu Particules (quarks) connues Burkhardt Pietrzyk Higgs Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 23 LHC Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 24 Particules identiques e-2 1+1 = 4 ou 0 e-2 e-1 e-1 Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 25 Particules identiques e-1 1+1 = 4 ou 0 e-2 e-1 mais aussi… e-2 Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 26 Etrange mathématique… p2 1+1 = 4 ou 0 p1,2 p2,1 p1 P = [A+A]2 = 4A2 particules bose ou = [A- A]2 = 0 particules fermi Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 27 L’atome Electron particule fermi H He Li Nous existons grâce à la mécanique quantique! Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 28 Einstein Podolsky Rosen 1935 10 km 10 km variables cachées? Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 29 le théorème de Bell 1964 J=0 La source de paires de 1981 photons intriqués d’Orsay Cascade 551 nm dye laser Kr ion laser 1 atomique r = 5 ns excitée « à deux 2 423 nm photons » J=0 Détecteurs à 6 m de part et d’autre de la source: séparation relativiste Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique NON! 30 Einstein Podolsky Rosen 1935 1998 Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 31 La composition de l’Univers Matière baryonique = 4% Matière noire = 23% Energie du vide = 73% vide quantique? Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 32 L’effet Casimir Energie = matière = courbure de l’espace 10-7 cm10-4 PA énergie négative force de gravitation répulsive Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 33 L’énergie du vide : problème Si l’énergie du vide fluctuations quantiques problème fluctuations quantiques 1000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000 00000000000000000000000 fois trop grandes (10120) Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 34 L’Univers quantique Nous avons la chance extraordinaire de vivre à une époque où les questions très importantes nous forcent à acquérir un nouveau niveau de compréhension. Nous devons saisir cette chance et relever ce challenge… … à l’Université de Savoie … et au LAPP Octobre 2005 Bolek Pietrzyk l'Univers quantique 35
