Je commence à m'y intéresser depuis peu, j'y vais tout doucement parce que c'est relativement complexe, mais on peut trouver sur le net quelques sites qui condensent les informations à savoir de manière assez simple.A ce titre je citerai l'excellent site SCIO, une belle initiative de vulgarisation de la physique d'Antoine Moreau, maître de conférence au LASMEA (LAboratoire des Sciences et Matériaux pour l'Electronique et d'Automatique) .
Donc, la mécanique quantique est la théorie physique issue d'un des plus grands défis de la science : celui de vouloir comprendre le comportement des particules qui nous composent, et qui composent jusqu'à nos intruments de mesure ! Et c'est là l'obstacle principal que la mécanique quantique a eu a surmonter. Comment réussir à comprendre le comportement des particules quand les objets que nous manipulons sont constitués de plusieurs milliards de milliards de ces mêmes particules ?
La mécanique quantique a tout de même réussi. Elle est à présent, elle et les théories qui en sont issues, comme la théorie quantique des champs, la théorie la mieux vérifiée expérimentalement. On a beaucoup dit qu'elle était la théorie la plus éloignée de notre logique - disons surtout qu'elle a mis les neurones de beaucoup de monde à rude épreuve. Mais notre logique est bien suffisante pour l'aborder...
Alors voilà pour la petite intro, on ne peut évidemment en rester là.Je ne vais pas balancer des pavés d'infos d'un coup mais essayer de les poster petit à petit pour qu'elles soient disons...plus digestes (dans la mesure du possible).
Comment imaginer une particule de matière ?
Longtemps on a pensé que les particules qui nous composaient étaient des sortes de petites billes dures. On a donc imaginé par exemple que les atomes étaient comme des systèmes planétaires, où des électrons tournaient autour du noyau comme les planètes tournent autour du soleil. Mais on a fait des expériences qu'on ne pouvait pas expliquer si on continuait de considérer que les particules étaient "ponctuelles", c'est à dire des petites billes dures. Ce sont les premiers résultats de la mécanique quantique.
Un électron par exemple c'est tout le contraire d'une bille indéformable : c'est au contraire un "blob", un nuage léger et très déformable. En général, on trouve les électrons dans les atomes : ils forme ce qu'on appelle le "nuage électronique", c'est à dire un nuage d'électrons autour d'un noyau qui lui ressemble, vu de loin, à une petite sphère indéformable.
Deux électrons peuvent se marcher sur les pieds, c'est à dire s'interpénétrer. Par contre, ils ne peuvent absolument pas se "recouvrir" complètement : c'est ce qu'on appelle "le principe d'exclusion". Il est en fait le signe de quelque chose de beaucoup plus profond qu'on aborde dans la théorie fille de la mécanique quantique, la théorie des champs.
Un électron est donc un petit nuage. Ce nuage peut parfaitement se diviser en deux, avec chacun des morceaux allant dans une direction différente, pourquoi pas. Mais vous voyez du coup qu'il n'est plus possible de dire où est l'électron, ni quelle est sa vitesse. Puisque l'électron n'est pas une bille, ces questions n'ont aucun sens.
Imaginez maintenant que ces deux morceaux d'électrons s'éloignent l'un de l'autre : cela reste cependant la même particule. Un exemple ? Eh bien en appuyant sur un des morceaux, l'autre réagit instantanément. C'est normal, puisque c'est la même particule ! Cela s'appelle la "non-localité".
En général, et c'est important, les électrons n'occupent guère plus de place qu'un atome. Il est rare qu'il leur soit donné la possibilité de prendre leurs aises, et de s'étaler. Mais lorsqu'ils le font, on s'aperçoit qu'ils se comportent comme des ondes : prenons encore nos deux morceaux d'un même électron, et imaginons qu'ils se rencontrent. Eh bien le résultat n'est pas simplement l'addition des deux morceaux : il se produit ce qu'on appelle des interférences, ce qui est une propriété que l'on croyait réservée aux ondes !
La lumière est justement composée de particules, appellées photons. Chacune de ces particules est capable d'interférer avec elle-même, et de produire donc des interférences. Donc un troupeau de ces particules produit des interférences, puisqu'elles le font toutes. Ce qui explique que la lumière se comporte comme une onde : elle fait des interférences. Et on a mis longtemps à comprendre que la lumière n'était pas seulement une onde, mais bien constituée de particules.
Ce sont les premières leçons que vous donne la mécanique quantique : les particules de matière sont parfaitement "déformables", ce ne sont pas des billes minuscules, et du coup, elles sont capables de se comporter comme des ondes. Mais que l'on agisse sur une partie de la particule, et instantanément, le reste réagit.
Vous avez le tournis?C'est normal ;-)
Et ce n'est que le début...
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Lun 14 Juil - 12:37
