La physique quantique... quezako

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l'auteur
Delphine L.
Voir aussi
Analyse
Les ondes
gravitationnelles...
quezako ?
Publié le 03/10/2016
Le 12 février dernier, le monde
scientifique est entré en ébullition
suite à cette nouvelle : « les
ondes gravitationnelles prédites
par Einstein en 1916 ont été
mesurées ». Il faut avouer que
pour le...
Glossaire
physique
astronomie
-
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:
01/12
/2016
Publié
le
La physique quantique... quezako ?
Entre 1923 et 1927, une véritable révolution scientifique . Pour s'opère
décrire les phénomènes à l'échelle atomique, les scientifiques
doivent renoncer aux concepts de la physique traditionnelle et
élaborer une nouvelle mécanique. Ce ne sont pas moins d'une
vingtaine de physiciens et de mathématiciens qui se saisissent du
problème. La majorité d'entre eux obtiendra le prix Nobel.
Qui sont ces hommes à l'origine de cette révolution intellectuelle ?
Quelle est l'actualité de leurs théories aujourd'hui ?
C'est au tout début du 20e siècle que naît la physique quantique. La
matière apparaît comme un ensemble de petits corpuscules, les
atomes, dotés d'une position et d'une vitesse.
La révolution quantique par ceux qui l'ont
faite
Max Planck, prix Nobel de physique
en 1918
En 1900, Max Planck s'intéresse à un
problème qui déroute la communauté
scientifique. Le problème du corps noir
autrement nommé la catastrophe
. ultraviolette
Pour résoudre les contradictions entre
le spectre qu'émet le rayonnement du
corps noir et les prédictions théoriques
de la physique classique, il pose
l'hypothèse que les échanges d'énergie
entre la matière et la lumière se font de
manière discontinue, par petits paquets,
qu'il nomme quanta. Comme il est convaincu du caractère continu de
la matière, et qu'il est par conséquent totalement opposé à l'idée
atomiste, Max Planck présente sa découverte - la - constante de Planck
comme un simple outil mathématique sans aucun fondement
expérimental.
Albert Einstein, prix Nobel de
physique en 1921
En 1905, Albert Einstein prend très au
sérieux la constante de Planck et c'est
grâce à cette théorie qu'il explique l'
. Il nomme les effet photoélectrique
quanta d'énergie lumineuse les . photons
La lumière considérée jusque-là comme
une onde apparaît également comme
un ensemble de corpuscules.
Appartient au dossier
:
Analyse
Einstein 100 ans après... SCIENCES ET TECHNIQUES
SCIENCES ET TECHNIQUES

Glossaire
L'Univers noir...
quezako ?
Publié le 07/11/2016
Comment concevoir que plus des
trois quarts de notre Univers nous
demeurent inconnus ? Les
notions de matière noire,
d'énergie sombre et de trou noir
méritent quelques explications.
Cycle
Einstein 100 ans
après... La théorie
de la relativité
générale, l'univers
et nous
Publié le 29/07/2016
Niels Bohr, prix Nobel de physique
en 1922
Au début des années 1920, Niels Bohr
pose les fondements de la physique
quantique. Il explique qu'à l'intérieur de
l'atome, les électrons sont disposés sur
des couches spécifiques et qu'ils
passent d'une couche à une autre en
émettant de l'énergie sous forme de
photon.
C'est le qui décrit modèle de Bohr
parfaitement la structure atomique avec
un noyau central et un agencement d'électrons disposés tout autour.
Il
pose
également
comme
hypothèse l'un des piliers de la physique quantique : le principe de
. Les électrons peuvent être dans plusieurs superposition quantique
états à la fois. La théorie quantique devient alors prédictive et permet
de trouver la probabilité de tel ou tel état selon la mesure réalisée.
Cette hypothèse est illustrée par la très célèbre expérience de
pensée nommée le .chat de Schrödinger
Erwin Schrödinger, prix Nobel de
physique 1933 avec Paul Dirac
En 1925, Erwin Schrödinger pose les
bases du avec son formalisme quantique
équation mathématique - l' équation de
- qui reprend l'approche de Schrödinger
Broglie sur la dualité onde corpuscule.
Cette équation renforce l'interprétation
probabiliste de la physique quantique.
Werner Heisenberg, prix Nobel de
SCIENCES ET TECHNIQUES

En février 2016, cent ans après
leur théorisation par Albert
Einstein, des ondes
gravitationnelles ont été
mesurées, apportant une nouvelle
confirmation à la théorie de la
relativité générale. Mais qu...
Rencontre
Au-delà de la
théorie de la
relativité générale…
Publié le 05/12/2016
Cette rencontre est disponible sur
la WebTV/WebRadio La théorie
de la relativité générale d'Albert
Einstein (1915) n'est pas
compatible avec la physique
quantique (qui décrit le
comportement des ato...
Werner Heisenberg, prix Nobel de
physique en 1932
En 1927, Werner Heisenberg complète
le versant probabiliste de la théorie
quantique avec son . principe d'incertitude
Il énonce qu'il n'est pas possible de
connaître simultanément avec une
totale précision deux propriétés d'une
même particule telle que sa vitesse et
sa position.
A la recherche d'une
théorie du tout
Les deux théories nées au début du 20e siècle, et qui ont
révolutionné la physique, sont pourtant incompatibles. La mécanique
quantique bouleverse les certitudes posées par le modèle d'Einstein.
Les calculs qui en découlent laissent apparaître l'incertitude qui la
caractérise et son principe probabiliste s'oppose à toutes les
conceptions scientifiques de la réalité.
C'est pourquoi, Einstein considère que la mécanique quantique n'est
pas aboutie et que seule la méconnaissance de ses véritables lois
explique ces paradoxes. Niels Bohr, lui, considère que notre
référence à la réalité macroscopique est beaucoup trop importante et
qu'il faut s'en dédouaner pour accepter que la matière, à l'échelle
microscopique, puisse obéir à des principes totalement différents.
Cela pose la : la relativité problème de l'unification des deux théories
générale, théorie de la gravité et la mécanique quantique, théorie de
la matière et de ses interactions.
Les chercheurs, Paul Dirac et Richard Feynman, entre autres, ont
réussi à appliquer à la dimension quantique, le modèle standard
physique composé des quatre forces fondamentales : la force
électrodynamique, la force nucléaire faible, la force nucléaire forte et
la gravité. Ils ont contribué à créer le , modèle standard des particules
complété il y a peu par la découverte du . boson de Higgs
Cependant, cette tentative d'unification présente des écueils car la
quatrième force, la gravité, ne s'applique pas.
Aujourd'hui deux théories cherchent à unifier le monde quantique et
les lois de l'univers: la et la théorie des cordes gravité quantique à boucles
.
PHILOSOPHIE - SCIENCES ET
TECHNIQUES
PHILOSOPHIE - SCIENCES ET
TECHNIQUES

Sélection de références
Aux limites de la physique : les
paradoxes quantiques
Rothen, François
Presses polytechniques et universitaires romandes, 2012
Dans les années 1920, la révolution quantique
bouleverse le cadre naturel de la science
moderne. Ele donne une place de choix au
hasard et met en scène une constellation de
phénomènes inexplicables. Un panorama de
cette révolution qui introduit dans un monde
différent.
A la Bpi, niveau 2, 53(076) ROT
Le chat de Schrödinger : physique
quantique et réalité
Gribbin, John
Flammarion, 2009
La mécanique quantique permet de
comprendre la réalité. Grâce au paradoxe mis
en avant par le scientifique Schrödinger,
prenant pour exemple un chat, l'auteur montre
que la vision de la réalité n'a cessé d'évoluer
depuis Newton et que, plus récemment, pour
la mécanique quantique, seul ce qui est
observé est réel.
A la Bpi, niveau 2, 530.3 GRI
Le grand roman de la physique
quantique : Einstein, Bohr... et le
débat sur la nature de la réalité
Kumar, Manjit
Lattès, 2011
Une histoire de la découverte de la mécanique
quantique qui ébranla au début du 20e siècle
la communauté scientifique, où l'auteur
raconte notamment les divergences au sein
des scientifiques eux-mêmes.
A la Bpi, niveau 2, 530.3 KUM
Le principe
Ferrari, Jérôme
Actes Sud, 2015
Fasciné par la figure du physicien allemand
Werner Heisenberg (1901-1976) qui, après
avoir élaboré le célèbre "principe d'incertitude",
jeta les bases de la mécanique quantique, un
jeune aspirant-philosophe désenchanté
s'efforce, à l'aube du 21e siècle, de considérer