feynman mécanique quantique_300La mécanique quantique, c’est cette branche de la physique qui décrit la manière dont se comportent les objets microscopiques : les molécules, les atomes ou les particules.

Développée pendant la première moitié du XXème siècle, la mécanique quantique est un des piliers de la science contemporaine. Et pourtant, il s’agit aussi probablement de la plus étrange théorie jamais imaginée.

En effet, la mécanique quantique regorge de mystères, de surprises et de paradoxes qui nous obligent à revoir la manière dont nous concevons la matière, et même la physique en général.

Cette théorie est d’ailleurs tellement bizarre que l’un de ses plus fameux contributeurs, le physicien Richard Feynman (ci-dessus), disait à son propos:

« Si vous croyez comprendre la mécanique quantique, c’est que vous ne la comprenez pas ».

Nous voici prévenus ! Mais essayons quand même d’y voir plus clair. Aujourd’hui, je vous propose donc un tour d’horizon des 7 merveilles et mystères de la mécanique quantique. Âmes sensibles, vous pouvez rester, je vous promets de ne pas employer de connaissances au delà du lycée !

1. Le principe de superposition

ballon_électronQuand on étudie le mouvement des objets du quotidien, par exemple un ballon de foot, on considère des quantités bien définies : sa vitesse, sa position, sa vitesse de rotation ou son énergie.

On ne sait pas forcément mesurer très exactement ces quantités, mais on sait qu’elles existent et qu’elles ont des valeurs précises. A un instant donné, le ballon de foot est dans un état bien défini. Ça, c’est la mécanique dite « classique », c’est-à-dire celle des objets normaux.

Mais pour les objets microscopiques, tout change ! Contrairement au ballon de foot, une particule microscopique peut être dans un mélange de plusieurs états. Aussi incroyable que cela paraisse, cela veut dire qu’un électron peut par exemple posséder à la fois deux vitesses, ou être à deux endroits différents à la fois. Voire même plus de deux endroits !

Pour désigner le fait qu’en mécanique quantique, les objets peuvent être dans plusieurs états à la fois, on parle du principe de superposition.

chat_schrödinger_mort_vivantLes physiciens ont une notation bizarre pour désigner ça, il décrivent les états avec des sortes de crochets comme celui-ci \(|\ \ \ >\), et pour superposer des états ils  les additionnent.

Vous avez certainement déjà entendu parler de cette étrange superposition à travers l’exemple du fameux chat de Schrödinger, ce chat « fictif » qui serait à la fois mort et vivant. En utilisant cette notation entre crochets, on pourrait écrire :

|Chat> = | Mort > + | Vivant >

Bien sûr, l’exemple du chat n’est pas très réaliste, car je vous l’ai dit cette situation ne peut se produire que pour les objets microscopiques. Et heureusement ! Vous imaginez si le ballon de foot pouvait se trouver à la fois derrière et devant la ligne de but !

Vous allez voir que de cette simple idée de superposition des états découlent toutes les étrangetés de la mécanique quantique.

2. L’indéterminisme de la mesure

Coup franc Roberto Carlos

Continuons notre comparaison entre la mécanique classique et la mécanique quantique. En mécanique classique on peut mesurer les propriétés des objets, par exemple la vitesse du ballon de foot. On peut bien sûr faire des erreurs de mesure (par exemple mesurer 133 km/h alors que la vraie valeur est 132 km/h pour la frappe de Roberto Carlos). Mais si on améliore la précision de notre instrument, on va se rapprocher de plus en plus de cette vraie valeur.

Mais comment ça se passe en mécanique quantique ? Imaginez un électron qui aille à la fois à 1000km/h et 2000 km/h. Je vous rappelle qu’on va noter cela comme ça :

|électron> = |1000 km/h > + |2000 km/h >

Si on mesure la vitesse de cet électron, que va-t-on trouver ? 1000 km/h ? 2000 km/h ? Entre les deux ?

Ce que nous dit la mécanique quantique, c’est qu’on va trouver soit l’un, soit l’autre, mais qu’il n’existe aucun moyen de savoir à l’avance lequel des deux. Le résultat de la mesure est probabiliste. Le pire étant que même si on imagine refaire plusieurs fois l’expérience exactement de la même manière, on ne trouvera pas forcément le même résultat que la fois d’avant. En fait dans la situation que je décris, vous allez trouver 1000 km/h dans 50% des cas, et 2000 km/h dans 50% des autres.

On peut même avoir des variantes de cette situation où l’on mélange des états avec des proportions différentes, comme dans un cocktail. Par exemple on peut écrire le mélange suivant :

(1/4) | 1000 km/h > + (3/4) | 2000 km/h >

Ici l’électron est 3 fois plus dans l’état 2000km/h que dans l’état 1000 km/h. Et devinez quoi ? Cela modifie les probabilités lors des mesures. Avec un électron dans cet état, vous mesurerez bien plus souvent 2000 km/h que 1000 km/h (les proportions ne seront pas tout à fait 1/4 et 3/4, mais ça n’est pas important à ce stade).

Ce que je vous décris là est une révolution conceptuelle incroyable en physique. Les physiciens ont longtemps supposé que la nature était déterministe : si on refait deux fois exactement la même expérience (en principe), on retrouve deux fois le même résultat. Et si on connaît l’état d’un système à un instant donné, on peut (toujours en principe) prédire ce que sera le résultat d’une mesure. En mécanique quantique, tout cela est parti en fumée : il existe un indéterminisme fondamental qui fait que les résultats des mesures dépendent du hasard, d’une manière qu’il est impossible de prévoir.

Cette idée a tellement choqué Albert Einstein que c’est à son sujet qu’il a déclaré son fameux « Dieu ne joue pas aux dés ». Il refusait de penser que le hasard pouvait jouer un rôle fondamental en physique. Et pourtant il avait tort.

3. La dualité onde-corpuscule

Je vous l’ai dit, en mécanique quantique on peut superposer les états. En particulier un objet microscopique peut se trouver dans plusieurs endroits à la fois : il suffit de superposer des états différents. On peut même pousser le bouchon plus loin et imaginer une particule qui soit dans une infinité d’endroits à la fois. Pour écrire ça, il faut superposer un nombre infini d’états différents. C’est un cocktail avec un nombre infini d’ingrédients !

Mais histoire que notre particule soit quand même un peu plus dans certains endroits que dans d’autres, on va mettre un coefficient à chacun des états qu’on superpose. Je vous ai dit que le coefficient que l’on met devant chaque état est relié à la probabilité de trouver notre particule dans cet état. Donc mathématiquement, on va définir une fonction P(x,y,z) qui va nous dire quelle est la probabilité de trouver notre particule dans chacun des points (x,y,z) de l’espace.

probabilité de présenceVous voyez qu’en faisant cela, notre particule n’est plus un corpuscule localisé, mais elle est décrite par cette fonction P(x,y,z) que l’on va appeler un champ de probabilités. Ce champ partage plusieurs similitudes avec le champ électrostatique. Par exemple quand le temps s’écoule, ce champ peut évoluer et se comporter d’une manière qui ressemble beaucoup aux ondes électromagnétiques. Finalement on ne va plus décrire notre particule comme un objet ponctuel, mais comme une onde !

Cette description de la matière par des ondes avait été introduite au début du XXème siècle par plusieurs chercheurs, dont le physicien français Louis De Broglie. Ce dernier a notamment proposé l’idée de la dualité onde-corpuscule : les particules peuvent suivant les circonstances se comporter soit comme des particules, soit comme des ondes. Cette idée totalement contre-intuitive a permis de mettre un terme au débat multi-centenaire sur la nature de la lumière. Alors la lumière est-elle faite d’ondes électromagnétiques ou de photons ? Eh bien les deux mon général !

4. L’effet tunnel

Si vous m’avez suivi jusque là, vous avez compris qu’une des conséquences du principe de superposition, c’est qu’il faut admettre de décrire les particules par des ondes. Il y a plusieurs implications étranges de ce changement de perspective.

effet tunnelRevenons à notre ballon de foot : si vous le lancez contre un mur, il va rebondir. Il n’y a aucune chance qu’il traverse le mur comme par magie. Et pourtant avec les ondes c’est différent. Songez aux ondes sonores par exemple : si votre voisin d’à côté met la musique à fond, une partie du son va traverser et arriver chez vous. Certes le son sera atténué, voire très atténué, mais une petite partie passera quand même.

Maintenant imaginez un électron qui arrive sur un obstacle (une sorte de mur microscopique). Si cet électron est décrit par une onde, comme pour la musique de votre voisin, il y a une petite partie cette onde qui va passer de l’autre côté de l’obstacle (voir ci-contre).

Je vous rappelle que cette onde décrit une probabilité de trouver l’électron à un endroit donné. Donc ça veut dire qu’il y a une petite probabilité que l’électron traverse l’obstacle. On parle de l’effet tunnel, car tout se passe comme si une fois de temps en temps, un petit tunnel se créait dans le mur pour laisser passer notre électron.

L’effet tunnel est un autre exemple de ces choses qui se produisent dans le monde quantique, mais pas dans le monde macroscopique. Et il s’agit d’un phénomène avéré : on s’en sert pour faire des microscopes dits « à effet tunnel », qui permettent de voir et manipuler les atomes. L’effet tunnel permet également d’expliquer le principe de la radioactivité.

5. L’intégrale de chemin

quantification corde atome hydrogènePoursuivons notre exploration des conséquences innattendues de la description ondulatoire de la matière. Quand en physique classique les objets ont une position bien définie, ils suivent une trajectoire bien définie. Le coup-franc de Roberto Carlos passe à droite du mur, et pas à gauche.

Mais en mécanique quantique, puisque les particules peuvent être à plusieurs endroits à la fois, elles peuvent aussi suivre plusieurs trajectoires à la fois ! L’illustration la plus spectaculaire de ce phénomène est celle de l’expérience de la double fente.

Dans cette expérience, on envoie des électrons sur un écran comportant seulement deux fentes par lesquelles ceux-ci peuvent passer. On peut montrer que même quand l’électron semble passer par la fente A, sa trajectoire dépend du fait que la fente B soit ouverte ou fermée.

On interprète cela en disant que même si l’électron passe principalement par A, un tout petit peu de lui essaye aussi de passer par B, et est donc sensible au fait que B soit ouverte ou fermée. (C’est comme si la trajectoire du coup-franc de Roberto Carlos était affectée par le fait de mettre un défenseur supplémentaire à gauche du mur !)

Le physicien Feynman (que je citais au début du billet) a poussé cette idée à son paroxysme, en écrivant que lorsqu’une particule quantique va d’un point à un autre, elle passe par tous les chemins possibles qui relient ces deux points. Une approche connue sous le terme d’intégrale de chemin.

6. La quantification

Nous y voici : je vais enfin vous parler de ce phénomène qui donne son nom à la mécanique quantique. Ca n’est pas forcément le plus spectaculaire, mais il a revêtu une importance historique fondamentale.

Comme d’habitude, voyons comment sont les choses en mécanique normale. Pour les objets macroscopiques, on utilise des quantités comme la position, la vitesse, l’énergie ou la vitesse de rotation. Ces quantités peuvent en principe prendre n’importe quelle valeur parmi les nombres réels. Ce sont des quantités continues.

Mais en mécanique quantique, ça n’est plus nécessairement le cas ! Certaines quantités se trouvent contraintes à prendre des valeurs bien définies, on dit qu’elle sont quantifiées. Par exemple un atome d’hydrogène dans son état d’énergie minimale aura une énergie de -13.6 eV (eV, c’est l’électron-volt, l’unité d’énergie qu’on utilise pour les particules). Si on veut augmenter son énergie, alors on doit l’augmenter jusqu’à -3.4 eV. Impossible de lui donner une énergie intermédiaire entre ces deux valeurs ! Quant à diminuer son énergie, n’y pensez même pas, impossible de descendre sous la valeur de -13.6 eV ! Et c’est d’ailleurs heureux, car s’il n’y avait pas ça, les électrons iraient se crasher sur les protons, et les atomes seraient instables. La mécanique quantique a permis de résoudre ce paradoxe que la mécanique classique n’expliquait pas.

Mais au fait, pourquoi certaines propriétés seraient-elles quantifiées ? Encore une fois il est possible de la comprendre en considérant simplement la description ondulatoire des particules. Pensez à une autre onde : celle qui agite une corde de guitare. Puisque la corde est attachée aux deux extrémités, elle ne peut vibrer qu’à certaines fréquences. Les sons émis par une corde le sont donc à des fréquentes discontinues, et ne prennent pas des valeurs intermédiaires ! Il se passe le même phénomène pour les ondes qui décrivent les particules, et plusieurs quantités physiques qui décrivent les objets microscopiques sont quantifiées.

quantification corde atome hydrogène

7. Le principe d’incertitude de Heisenberg

Pour ceux qui ont tenu jusque là, passons à la 7ème et dernière étape de ce voyage dans les mystères de la mécanique quantique. Le principe d’incertitude de Heisenberg est une des propriétés les plus caractéristiques mais aussi les plus étranges du monde quantique.

Quand je vous ai décrit l’idée de superposition des états, j’ai sous-entendu que l’on pouvait superposer tout et n’importe quoi. En fait ça n’est pas vrai ! Il y a des contraintes. La plus connue est qu’on ne peut pas spécifier à la fois exactement la position et la vitesse d’une particule. Plus sa position est précisément définie, plus sa vitesse est incertaine, et réciproquement. C’est le principe d’incertitude de Heisenberg.

son_direct_spectreSi vous êtes un peu familiers avec certains aspects des ondes acoustiques ou lumineuses, on peut illustrer ce principe. Quand on analyse un son, on peut regarder sa courbe en intensité, comme ce qu’on voit sur les logiciels d’enregistrement (ci-contre en bleu). Mais on peut aussi décomposer le son sur les différentes fréquences qui le composent (mathématiquement on utilise cette opération qui s’appelle la transformée de Fourier). On obtient alors un spectre de fréquences, c’est la courbe violette ci-contre.

Or il s’avère que plus le son est court (comme un coup sec sur une batterie), plus il contient un nombre important de fréquences. Et réciproquement plus le son est pur en fréquence, plus il doit être long dans le temps.

Dans le son il y a donc une sorte de phénomène d’incertitude : il ne peut pas être à la fois localisé dans le temps (très court) et en fréquence (très pur). La situation est analogue pour la lumière : si vous voulez faire une onde à une longueur d’onde parfaitement définie, cette onde doit s’étendre partout dans l’espace ! Si vous voulez la localiser, il faut ajouter des fréquences supplémentaires.

En mécanique quantique, il se passe exactement la même chose. A partir du moment où on admet de décrire les particules par des ondes, alors il faut renoncer à pouvoir spécifier à la fois leur position et leur vitesse.

Pour résumer, comme le disait Heisenberg

« Chérie, j’ai garé la voiture, mais je sais plus où ».

Je m’arrête ici, j’ai clairement explosé mon record de longueur. Chacun de ces paragraphes mériterait un billet à lui seul. Ca viendra !

Billets reliés :

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Que se passe-t-il quand on tombe dans un trou noir ?

Le boson de Higgs expliqué à ma fille

La plus grosse erreur de toute l’histoire de la physique


Pour aller plus loin…

Cette fois-ci, pas de « pour aller plus loin » en tant que tel. J’ai fait évidemment plein d’approximations, d’imprécisions et de simplifications dans ce texte. Si vraiment vous voulez aller plus loin, il faut s’attaquer à un cours de mécanique quantique ! Pour ma part, je recommande le livre « Modern Quantum Mechanics » de J.J. Sakurai, que j’avais trouvé très bien fait à l’époque (mieux que les classiques de Messiah ou Cohen-Tannoudji).

Quelques points au passage pour stimuler la réflexion de ceux qui connaissent déjà le sujet :

  • Quand je parle de la superposition des états, je fais deux simplifications. J’ai écris qu’une particule peut être dans deux états à la fois. En fait elle est toujours dans un seul état (au sens « élément de l’espace de Hilbert »), mais cet état peut se décomposer sur deux états propres d’une observable d’intérêt (position, vitesse…). Autre simplification, quand j’écris des choses comme Chat = Mort + Vivant, je suppose que l’on peut complètement décrire l’état à l’aide des valeurs propres d’une observable, ce qui n’est évidemment pas le cas. Il faudrait spécifier tout ça.
  • Sur la mesure, un paradoxe qui me fascine : en principe la mécanique quantique doit être plus fondamentale que la mécanique classique. On doit donc pouvoir retrouver la mécanique classique comme une limite (du genre \(\hbar \to 0\)) de la méca quantique. Or telle qu’elle est présentée ici, la mécanique quantique a fondamentalement  besoin de la mécanique classique pour définir les notions de mesure, réduction du paquet d’onde, etc. Pour surmonter cette difficulté, il faut creuser le concept de décohérence, mais je ne crois pas que ce paradoxe soit résolu.
  • Sur le caractère fondamentalement probabiliste de la mécanique quantique, ma description laisse penser qu’il est possible que le hasard soit simplement le fruit de notre ignorance d’une connaissance suffisamment fine du système, un peu comme en physique statistique. Or il n’en est rien. La violation des inégalités de Bell par l’expérience d’Alain Aspect exclu de s’en sortir en supposant qu’il y a des variables cachées. Il faudra que je fasse un billet spécifique là dessus !
  • Dans la dualité onde-corpuscule, je fais une analogie entre les ondes électromagnétiques et les ondes de probabilité. Attention cependant, contrairement aux apparences, le champ électromagnétique n’est pas la fonction d’onde du photon !
  • Un point plus général : tous les effets que je décris ici sont censés exister pour les objets microscopiques mais pas pour les objets macroscopique. Où se situe la distinction ? Eh bien si vous avez un objet, vous pouvez calculer son action. Si cette action est grande devant la constante de Planck, les effets quantiques seront négligeables !

171 Comments

  1. Pingback: Les 7 merveilles de la mécanique quantiq...

  2. Pour illustrer ces propos, prenez le livre de cours de mécanique quantique de Feynman et celui de l’histoire des maths et physiques de Penrose. Superposez-les et lisez au hasard une page de l’un ou l’autre des livres.
    Souverain 😉

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  5. Excellent, une sorte de « Quantum Physic 101 » à ressortir pour présenter cette discipline à des esprits plutôt étrangers à la science.
    En tout cas je respecterais maintenant ce schéma, c’est divinement présenté, merci !

    • Je suis content que ça vous plaise ! J’ai délibérément essayé d’adopter non pas une approche historique (commençant donc par les quantas et la catastrophe UV), mais une approche « logique ». J’ai essayé de défendre qu’une fois que l’on admet le principe de superposition, alors le reste en découle plus ou moins naturellement.

  6. Biochimiste, je m’intéresse beaucoup à la physique quantique qui me fascine et m’intrigue ! Super article qui rappelle les bases de la discipline !

    Concernant la décohérence, il y a le prix Nobel 2012 de physique Serge Haroche, un français, qui a été récompensé pour ces travaux justement concernant la décohérence. J’ai pu survolé ses travaux grâce à une vulgarisation, et cela m’a semblé vachement intéressant, même si je n’ai pas tout très bien compris ^^ (si je me souviens bien et si j’ai bien compris, ils ont quasiment touché du doigt le point de transition entre physique quantique et physique traditionnel !!)
    Si tu veux faire un post là dessus, ça serait super 🙂

  7. combatdouteux Reply

    La Contrafactualité , une des « sept merveilles du monde quantique »

    Selon la mécanique quantique, des évènements contrefactuels, qui auraient pu se produire mais qui ne se sont pas produits, influent sur les résultats de l’expérience. Ce phénomène a été choisi par le magazine New Scientist comme une des « sept merveilles du monde quantique »

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Contrafactualité_(physique)

    • Tiens c’est drôle, quand j’ai choisi le titre de mon billet, je n’avais aucune idée que le New Scientist avait fait le même il y a plus de deux ans !
      Moi qui croyait être original 🙂

  8. N’est-il pas paradoxal de commencer un article de vulgarisation de la mécanique quantique par la phrase de Feynman qui dit justement que tout effort dans ce domaine sera vain ?! 😉
    J’ai souvent lu que le formalisme développé en mécanique quantique a aboutit à un algorithme très efficace pour prédire le comportement des particules subatomiques…. Mais ce n’est qu’un algorithme ! Les interprétations visant à donner du sens à cet algorithme dans notre monde ne sont pas univoques, j’ai découvert récemment grâce à un article de Bricmont (Déterminisme, chaos et mécanique quantique) que la vision indéterministe et relative n’est pas la seule interprétation possible, la théorie de deBroglie Bohm permettant les mêmes calcul tout en préservant une vision déterministe et réaliste du monde atomique.
    Donc beau billet en effet, qui vulgarise bien l’interprétation de l’école de Copenhague de la mécanique quantique !

    • Oui j’avoue que les questions d’interprétation me laissent un peu froid. J’adorai ça il y a longtemps, et je crois qu’après avoir beaucoup pratiqué la physique théorique, je crois qu’on attribue trop d’importance à essayer de faire coller les descriptions mathématiques à des intuitions. Je renvoie au commentaire de Dr. Goulu, je dois effectivement être instrumentaliste.

  9. Bonjour,
    Ce billet, facile à lire m’a passionné. De la vulgarisation parfaite qui donne envie d’aller plus loin.
    Comme je suis un rêveur très imaginatif, je me suis dis que la physique quantique telle que vous la décrivez permet de concevoir des mondes parallèles au nôtre, avec d’autres règles de physique inconnues !
    Mais qu’en pensent les physiciens, qui sont par essence des gens rationnels ?

  10. Merci pour les compliments !

    L’idée d’Univers avec des lois différentes est tout à fait plausible. Certains physiciens imaginent qu’il pourrait exister des tas d’Univers avec des variations notamment des constantes fondamentales. Ils invoquent ensuite un processus selon lequel on n’observe que les lois compatibles avec l’émergence de la vie et d’observateur intelligents. Je ne suis pas fan de cette idée, mais elle est très présente actuellement !

  11. « La violation des inégalités de Bell par l’expérience d’Alain Aspect exclu de s’en sortir en supposant qu’il y a des variables cachées. »

    En fait, l’expérience d’Alain Aspect contredit les modèles à variables cachées locales. Les modèles à variables cachées non locales restent eux toujours en course.

    Portes d’entrées:
    > http://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A9orie_de_De_Broglie-Bohm
    > http://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%A9rience_d%27Aspect#La_causalit.C3.A9_relativiste_est-elle_remise_en_question_par_l.27exp.C3.A9rience_d.27Aspect_.3F

    À noter également l’excellent cours en ligne du professeur Umesh Vazirani sur edx: https://www.edx.org/course/uc-berkeley/cs-191x/quantum-mechanics-and-quantum/1033 . Il touche à sa fin, mais les vidéos sont téléchargeables.

    Par ailleurs, Coursera vient d’ouvrir un cours d’introduction: https://www.coursera.org/course/eqp

    • Merci pour les liens ! Oui un jour je ferai un billet sur les inégalités de Bell…et un aussi le paradoxe EPR…et les ordinateurs quantiques…Je ne sais pas si j’arriverai à couvrir tous ces beaux sujets !

  12. « Cette idée a tellement choqué Albert Einstein que c’est à son sujet qu’il a déclaré son fameux « Dieu ne joue pas aux dés ». Il refusait de penser que le hasard pouvait jouer un rôle fondamental en physique. Et pourtant il avait tort. »

    Cette phrase en mettant le discrédit sur Albert Einstein me semble assez représentative de l’état d’orgueil des scientifiques actuels. Quel irrespect, pauvres fous qu’ils sont ! Sans des défricheurs tels que Copernic, Galilée, Newton, Einstein et bien d‘autres, qu’en serait-il d’eux et de la science actuelle ? A une époque, certes révolue, au grand jamais, on aurait entendu de la bouche d’un Einstein une telle tirade : « Et pourtant Newton avait tort ».

    Quant à moi, je pense que la mécanique quantique est une discipline qui, dans l’état actuel des choses, nous dépasse. Nous ne sommes pas encore au fait de comprendre sa réalité comme auparavant, nous n’étions pas au fait de comprendre la réalité de la révolution industrielle. Néanmoins, je préfère demeurer dans la continuité d’idées d’hommes de l’envergure d’Einstein que d’avaler les couleuvres d’un Alain Aspect ou d’autres physiciens tout aussi bornés.

    « En mécanique quantique, tout cela est parti en fumée : il existe un indéterminisme fondamental qui fait que les résultats des mesures dépendent du hasard, d’une manière qu’il est impossible de prévoir. »

    Pareillement, il est impossible de prévoir l’endroit exact où une feuille morte atterrira après sa chute. Pour autant, dois-je en déduire qu’il existe un « indéterminisme fondamental » ? (Une association de mots des plus ronflants.) En tombant, la feuille morte ne fait qu’obéir à des causes multifactorielles ne permettant pas de mesures exactes. Pour l’électron, je pense qu’il obéit, lui aussi, à des causes multifactorielles ; des causes, qui pour l’instant, demeurent inconnues.

    Le hasard n’existe pas, seule l’ignorance prédomine.

    Bien à vous…

    • BRAVO KRISTEN CHAMAN Le hasard n’existe pas, seule l’ignorance prédomine.
      CAR ALLAH DIT » nous avons tout crier avec mesure » le coran
      et allah dit aussi « vous n’avez aquis que peu de savoir » le coran

      • D’ailleurs Allah dit « la terre est plate » ce que tout le monde sait même les innombrables satellites !

        • Jacques HARLOW Reply

          Et l’ENTROPIE c’est quoi ??? Du tangible ou du hasard ???

          • L’entropie dans le con texte c’est un rassemblement de pies de toutes sortes = voleuses, rolises, lates (pour les mains), et même sautières pour les uns continents et les autre croutoniers … ! Suis-je au ni veau ?

      • L’entropie est une mesure du temps passé à retrouver un objet mal rangé dans un grand désordre, par exemple pour retrouver une minuscule aiguille non magnétique dans un grand tas de foin ou de paille.
        Cela mesure aussi le temps que passe un cambrioleur chez vous à trouver vos bijoux dans votre très grand désordre !
        Cet automne un cambrioleur a forcé ma porte mais n’a rien volé, vu le désordre épouvantable chez moi. Il a jugé qu’il se ferait prendre avant de trouver mes bijoux ou autres objets de valeurs et il est ressorti très vite, sans rien voler, comme ma caméra IP l’a filmé !!

        • Jacques HARLOW Reply

          l’entropie n’est pas soumise au temps, elle est typique de l’INFINITUDE : pour ce qui est du temps : pas de commencement pas de fin……………..
          Notre démarche cognitive ne nous permet pas actuellement de raisonner dans ce sens sauf à suivre des préceptes religieux dans lesquels Dieu, Allah ou d’autres divinités n’ont ni début, ni de fin ( ce n’est pas mon cas puisque je suis agnostique !!!)

    • BRAVO KRISTEN CHAMAN Le hasard n’existe pas, seule l’ignorance prédomine.
      CAR ALLAH DIT » nous avons tout créer avec mesure » le coran
      et allah dit aussi « vous n’avez acquis que peu de savoir » le coran

      • Siddartha Reply

        un homme a écrit un livre, et les crédules se prosternent
        OU étaient ces crédules ils y a quelques millions d’années? poussières
        ou seront t’il dans quelques millions d’années ? disparus.
        L’univers n’a que faire des croyances, a son échelle nous ne sommes mêmes pas des virus …
        quelles pensée a t’on pour les milliards de bactéries et de virus qui disparaissent dans ton corps chaque jour?
        aucune …
        L’univers n’aura aucune pensée pour toutes les poussières humaines qui disparaitrons dans quelques secondes a l échelle des galaxies.
        Une météorite ou une éruption solaire, ou un sursaut gamma, et les livres auront tous disparus en quelques instants
        et les crédules qui ont cru au récit de l’homme disparaitrons avec ….

        Ailleurs l univers continuera comme si la ettre n’avait jamais existée, et les autres univers, aussi
        ( ou pas )

    • Tout à fait d’accord avec toi ! J’aime pas non plus cette arrogance chez certains savants actuels.

      @Badr Daki : les citations du Saint Coran n’ont rien à faire ici.
      Personnellement, j’aime bien l’idée des multivers pour cette simple raison : Pourquoi créer un seul univers quand tu peux en créer plusieurs ?

      • Les univers multiples ne sont pas une idée, c’est la réalité profonde dans les équations quantiques mathématiques qui permettent avec grande précision de prévoir le comportement de tout système réel quantique au niveau profond.
        Tout ceux qui calculent rigoureusement la décohérence d’un système quantique décrivant à la fois l’objet mesuré et le système de mesure avec l’équation d’évolution quantique exacte mathématiques, après mesure et décohérence, finissent avec une collection de systèmes de mesures en parallèle après décohérence, donc classiques, en nombre égal au nombre de résultats de mesures possibles !!
        Chaque système en parallèle ou micro-univers voit un seul résultat de mesure, ceci sans aucune interprétation du tout, juste l’évolution mathématiques exacte quantique du système global avec sa fonction d’onde, sans rien de plus, sans aucune interprétation.
        Après vous pouvez y mettre toutes sortes d’interprétations suivant votre philosophie et vos humeurs; mais rien ne les prouve !
        En 1927, tous Schrödinger et autres, ont été effarés de cette réalité sortant de leur équations, et donc Born a pris une hache pour couper tout ce qui n’était pas observé dans une mesure avec le collapse de la fonction d’onde, mais qui selon les équation brutes existe dans un autre univers parallèle de nous avec un sosie de nous observant un autre résultat ! .
        C’est même cette réalité qui permet d’avoir un ordinateur quantique calculant sur tous ces micro-univers en parallèle, au lieu d’un seul avec un ordinateur classique.
        Les interprétations selon nos religions ou désirs ne sont pas essentielles, ce qui compte c’est la comparaison entre les calculs exacts et les mesures réelles, et alors ces univers virtuels sont indispensables au calculs précis et donc, pareil, nous nous multiplions avec des sosies de nous dans des univers parallèles de nous vivant chacun des résultats de mesure différents !
        C’est tellement incroyable, dérangeant, que entre 1927 et 1957 personne ne l’a dit clairement, juste collapse de la fonction d’onde et ne cherchez pas à comprendre, personne ne comprend, comme dit par Feynman et autres prix Nobel !
        Après Everett a dit cette évidence, Bell à sorti des inégalités conséquences très étranges, mais on l’a oublié 30 ans de plus pour commencer à regarder avec grand soin toutes les conséquences de toutes sortes, qui vont finir avec un ordinateur quantique avec ses micro-univers parallèles
        Il faut accepter cette réalité des univers en parallèle avec nos sosies vivant toutes sortes de vies possibles.
        Depuis le génial Fermat en 1630 environ, on sait que la mécanique classique suit le plus court chemin, du principe de moindre action, et pour trouver ce chemin le plus court, il faut bien explorer les autres chemins plus longs, ce que fait la mécanique quantique avec sa fonction d’onde, et donc les autres chemins avec d’autres vies dans des univers parallèles sont explorés logiquement.
        Fermat depuis 1630 avait deviné implicitement la mécanique quantique et les multivers en parallèle.
        Feynman a développé le principe de Fermat extrêmement efficace.
        La conséquence suivante est l’existence d’univers en parallèles, qui sera prouvée lorsque des mathématiciens très doués prouveront que la hache de Born qui fait le collapse de la fonction d’onde coupe tellement mal, qu’elle coupe sur des portions avec intrications qui changeraient nos résultats expérimentaux, si c’était vrai, de façon similaire à ce qu’un tas de noeuds sur un paquet d’une unique grande corde ne peut pas être défait à coup de haches sans couper la corde !

    • Parmi ses innombrables qualités l’homme en a une remarquable qui est sa capacité à établir des relations causales inventées s’il le faut (c’est pour cela qu’il a inventé la perruque). Alors continuez à croire à la cause première – dieu – vous aurez vos vierges et votre vin. C’est tellement plus simple et confortable : c’est pas moi ! C’est l’autre !

  13. onthewaytoscience Reply

    Tu dis : « Où les particules ».
    Au pire tu dis direct les particules ^^ Parceque les atomes et molécules sont des particules 😀

  14. Pingback: Revue de Presse #17 » Biblio B.U.S.

  15. Ah , quel style d’un physicien compétent et sérieux qui ne se prend pas complètement au sérieux ; je suis de nature mécanicienne et j’ai eu l’impression de tout comprendre ; et en associant à chaque point de l’espace une probabilité de présence d’une particule, aurai-je défini un champ de présence ? Mais n’étant pas de ce monde (quantique) , est ce que ce principe s’applique aussi à la charge électrique de l’électron que l’on m’a décrite comme indivisible ?

  16. Pour préciser , avec une expérience d’un électron qui va de cathode à anode en pouvant passer par 2 fentes ;( j’admet que tant que l’on ne voit pas il fasse comme il veut) ; mais si une partie de sa « matière » passe par une fente et le reste par une autre, est ce que la charge électrique sera divisée en proportion si on la mesure au passage des fentes?
    (ce que je trouve de bien dans la mécanique quantique c’est que , comme l’effet tunel , elle laisse une infime possibilité à ce que l’on dit de n’être pas une idiotie)

  17. Très bon billet ! Si seulement mon prof de physique quantique avait commencé par là avant de nous jeter à la figure la fonction d’onde :p

    « comme le disait Heisenberg « Chérie, j’ai garé la voiture, mais je sais plus où » »
    Excellent ! 😀

    Sinon je conseille de lire « Le chaos et l’harmonie » de Trinh Xuan Thuan qui ouvre les yeux sur pas mal de choses de notre monde ….

  18. Je suis en terminale, et passionnée de physique chimie. Je vous remercie mille fois de tout ce que vous postez , tout vos billets sont intéressant. J’apprécie ce que vous faites.

    • Formidable, c’est la raison d’être de ce blog ! Continuez à faire de la science !

  19. Pingback: Cetaseb | Pearltrees

    • ce qui me gêne c’est que sauf erreur de ma part, une de leurs animations (les 2 fentes) est partiellement fausse..ou alors je n’ai rien compris à la méca Q, ce qui est possible aussi 😉

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  21. merci pour cette simplicité ….il manquait que l intrication quantique

  22. Bonjour j’aimerai developper cette notion de son court et de richesse spectrale, « plus un son est court plus plus il contient un nombre important de fréquences »
    merci de m’éclairer
    Yann

  23. Bonjour à tous…. une petite question… (j’ai 16 ans alors soyez indulgents)…. En gros, dans la mécanique quantique, on regroupe tout ce qui est inexplicable? De plus, si on cherchait une comparaison pour le mouvement de l’infiniment petit (avec l’exemple des fentes), pourrai-t-on supposer que cet « infiniment petit » serait telle qu’une abeille, le groupement d’atome/ molécule un essaim en colère, et que nous serions en fait une seule et même ruche? En effet, si ces atomes étaient vivants, ils ne voudraient pas forcément rester collés : ils prendraient le plus de place possible pour passer à travers un obstacle, et donc tous les chemins possibles. De plus, pour traverser la matière, l’infiniment petit pourrai comme « klaxonner » pour demander à l’infiniment petit qui constitue « le mur » le séparant de son objectif, de s’écarter pour le laisser passer….
    Bref, je m’emmêle, merci de me répondre !!

  24. Super, clair et precis, merci 🙂
    je conseille a tous un ouvrage qui aurait du plus faire parler de lui car tres interessant: Le Tao De La Physique, ou comment les pensees orientales rejoignent les decouvertes de la quantique.
    Dualite onde particule= yin yang 🙂

  25. enfin, le phénomène le plus sensationnel de la quantique qui méritait un chapitre, c’est l’intrication (supraluminique à mon sens) qui est instantanné, curieusement on disait pareil de la lumière avant d ela mesurer

  26. Merci pour cette explication simple et clair. C’est un domaine qui juste par le nom, fait penser aux gens comme moi que c’est trop compliqué. Je suis contente d’avoir été curieuse, Pour une fois que j’ai plus ou moins tout compris! votre blog est chouette! il m’a donné envie d’en comprendre un peu plus!.

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  29. hansvanleunen Reply

    Most non-comprehended effects are due to the fact that most physicist refuse to investigate features and phenomena that cannot be measured. The fact that they cannot be observed does not mean that they do not exist!

    La plupart des effets non comprises sont due au fait que la plupart des physiciens refusent d’enquêter sur les caractéristiques et les phénomènes qui ne peuvent pas être mesurées. Le fait qu’elles ne peuvent pas être observées ne signifie pas qu’ils n’existent pas !
    Vue : Sous la fonction d’onde; http://vixra.org/abs/1406.0187 (en anglais)

  30. Bonjour David,
    J’ai trouvé très bien exposée cette introduction à la MQ. J’aurais 2 suggestions:
    1) Il existe des théories à variables cachées non locales qui sont tout aussi possibles (Bohm, Holland), donc il ne faut pas écarter cela.
    2) Le nombre 7 est peut-être magique, mais je verrais aussi au moins 2 choses à rajouter, probablement aussi résultantes du ppe de superposition: a) l’expérience d’Aspect, c.à.d. le fait qu’une particule peut être à 2 endroits à la fois, démontrée par une expérience parlante. b) l’intrication, qui est un peu équivalente à a).
    Je serais ravi de converser avec vous et peut-être d’écrire quelque chose à 2..

    • Bonjour,
      Je trouve également que l’intrication est l’un des phénomènes les plus étranges de la mécanique quantique. Ce phénomène remet en cause la notion de temps… ou d’espace selon les écoles. Il a été mis en évidence par l’expérience d’Aspect à partir des inégalités de Bell. Une explication claire de cette expérience serait une vrai gageure mais ça se tente!

  31. Pingback: Les 7 merveilles de la mécanique quantiq...

  32. Ce résumé au sujet de la physique quantique est le plus clair et le plus simple que j’ai jamais lu. Merci et bravo. Il y a maintenant quelques années que je lis régulièrement des articles de vulgarisation scientifique au sujet de la mécanique quantique, mais c’est la première fois que je comprends vraiment les principes et implications de ce domaine particulier de la science.

    Ceci ajoute une brique importante à l’édifice de ma compréhension des différents phénomènes physiques constituant notre monde… et j’ai bien l’intention de revenir explorer votre blog régulièrement. Je sais maintenant que j’ai trouvé une excellente source de référence. Encore merci et bonne continuation.

    Paul Bégin
    Lévis, Québec, Canada

  33. Bonjour et merci pour cet article si pédagogique et avec votre pointe d’humour, c’est encore plus exquis..

    Bon je n’ai pas tout compris (je ne suis pas une scientifique) mais des idées associées me sont apparues en cours de lecture comme le principe d’ubiquité avec la possibilité d’être dans deux lieux à la fois, l’importance de l’environnement dans toute action et résultat d’action avec l’Intégrale de chemin.
    Pour le principe de superposition j’imaginais une goutte d’eau d’un liquide bouillant en train de se transformer en goutte de vapeur d’eau: Y a -t-il un moment/passage dans la transformation où elle est un peu des deux à la fois?
    Et j’ai revu ma copie sur le déterminisme! Après tout c’est vrai que chaque action, même volontairement semblable à la précédente est différente puisque autour les choses ont évolué le temps (s’il existe!) et les facteurs extérieurs qui ont leur propre vie…
    Bref merci pour ce partage. Je vous envoie plein d’énergie pour que vous continuiez à nous éclairer aussi bien.

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  35. quesqu’elle pourra nous apporter la physique quantique a l’avenir ?

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  39. christelle Reply

    bonsoir , étant inculte à ce sujet peut on parler de dimensions???

  40. on devrait s’abstenir de parler de « merveilles » car d’autres embrayent très vite ensuite sur magie et contes de fée : et inévitablement c’est la fée Carabosse qui débarque !

  41. Nous vivons dans un ocean de 10 puissance ? Disque dure d’une capacité de infini tera octet, clonnable, partageant une mem base de donner (leritage du big bang) et tous etant unique et connecter entre eux.
    Chaqu1 s’ illumine a nous en rapport a ce qu’ils ont emmagasiner et ce qu’il est probable. Donc notre oeil vera se que ce qu’on voit ai recu comme donner.puisque loeil et l’objet vue ai recu les meme information.
    C’est un peu compliquer a comprendre mais je pense ke c ce ki se passe. Tout nai que la manisfestation de ce qui est probable. Donc on ne pourra jamais voir ce qui est reellement puisque nous faison partit de ce phenomene.

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  45. J’ai vu un film « Stephen Hawking » cette histoire m’a particulièrement touchée et j’ai voulu en savoir plus sur ce génie de la Science,sa théorie sur les trous noirs est vraiment une théorie très intéressante et remarquable,j’ai beau être en 3e,la mécanique quantique est une chose qui m’intriguait réellement. Lors d’une recherche internet,je suis tombée sur votre billet. Celui-ci est très bien rédigé de plus il est assez simple à comprendre pour des novices comme moi,mais je me doute bien qu’il faut que j’approfondisse le sujet.
    En tout cas félicitation,j’ai pris grand plaisir à le lire. 🙂

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  47. etudiant en chimie.j ai trouve interessant apres avoir lu votre publication…..merci bcp.mais pourquoi la dite catastrophe ultraviolette ne s est jamais produite?

  48. Bonjour, je suis étonné de la citation que vous prêté à Richard Feynman « Si vous croyez comprendre la mécanique quantique, c’est que vous ne la comprenez pas »., je pensais qu’elle provenait plutôt de Niels Bohr… Pouvez-vous m’indiquer dans quel cadre a-t-il énoncé cette citation. Merci.

  49. Pingback: Passer à travers les murs, de la théorie à la pratique | Sapientian

  50. Jules nganmegni Reply

    Je suis vraiment abasourdi par le principe d’incertitude de heisenberg!!!

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  55. claude dubé Reply

    Du Paraclet…(pour les intimes).Je vous propose quelques autres merveilles surtout aux intuitifs;
    la gravité non-newtonienne, c’est l’expansion de la matière ,le temps et l’espace sont énergie,l’élément de
    base de l’expansion de la matière c’est le proton comme quantum d’expansion .L’espace et le temps non-continus et quantique ainsi il n’y a pas d’attraction mais l’expansion accéléré qui produit une pression continue sur tout l’espace tant au niveau sub-atomique, atomique, planétaire,astronomique, cosmique etc.
    La grande différence que produit une vision non-Wernerienne et non-Newtonienne de la gravité, modifie
    radicalement notre perception du réel observable.La dimension mystique prend une autre saveur plus
    concrète et donne à l’observateur intérieur une impression renouvelée de son état d’existence. Dieu ne
    joue pas aux dés avec son oeuvre mais Il sème par toute l`humanité des graines, des révélations, des
    encouragements pour les dieux que nous sommes à sa resemblence et son image, ce n`est pas rien…

  56. Bonjour,

    J’ai un petit doute concernant le principe d’incertitude (ou d’indétermination) d’Heisenberg tel qu’il est décrit ici.

    Pour ce que j’en ai compris, le principe d’indétermination signifie que les notions de vitesse et de position d’une particule n’ont pas de sens (comme cela est très bien expliqué ici, une particule peut être dans plusieurs états à la fois). La mesure de l’un ou l’autre de ces paramètres ne fait que fixer le paramètre au moment de la mesure mais cela ne présuppose en rien sur l’état juste avant.

    https://www.youtube.com/watch?v=7s5uYqfRCn4

  57. Bon ça fait longtemps , mais le principe d’incertitude résulte de mesures physiques et de calculs ; ce qui serait à mettre en doute , à mon sens , c’est plutôt la notion et l’image que l’on se fait des ‘particules’

  58. Pingback: Photo de classe | La Forêt des Sciences

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  60. Pingback: » Miscellanées du mercredi (Delamarche, Béchade, ScienceEtonnante)

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  62. Pingback: Mustbouha | Pearltrees

  63. Pingback: Jeux | Pearltrees

  64. Dionro Telro Julien Reply

    je suis content d’entré sur cette page car c’est un domaine dont je travaille actuellement en philosophie alors aider-moi à la faire dans les bonnes conditions

  65. Pingback: Mécanique quantique ses 7 merveilles

  66. Génial! Vous m’avez réconciliée avec la mécanique quantique! Merci pour tout ce que ce blog nous permet de comprendre….pour le transmettre à notre tour! Bravo!

  67. C’est bien
    Il manque 1 truc de mon point de vue.
    Si ce sont des valeurs discrètes .
    Pourquoi ne peut ont aller au delà de 5 ou7?
    Merci

  68. Le hasard est l’ensemble des paramètres sur lesquels on est malvoyant/non voyant.

    • Ça peut choquer, mais dans l’état actuel des connaissances, et comme expliqué dans l’article, le hasard pur existe. Comme nous n’avons pas mieux que ces connaissances, se baser sur son intime conviction pour vouloir le tuer est pour le moins prétentieux.

  69. Pingback: Trouver la date de votre mort ? Bibliothèque de BABEL / Paradoxe du singe savant

  70. PENSEZ VOUS QUE LE FUTUR DE L’HUMANITE SERAS QUANTIQUE.?NOUS AVONS DEJA LES T.H.F./..POUR L’EVOLUTION DES MARCHES DE LA BOURSE.?ON PEUS FAIRE LE MEME SYSTEME POUR GERER UN GOUVERNEMENT..?UN PAYS./.???

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  72. Ce domaine de la science me passionne et je veux en savoir plus .

  73. HARLOW Jacques Reply

    Nous ne sommes qu’aux prémisses de la mécanique quantique malgré plus d’un siècle de recherches à typologies variées.
    POURQUOI ? : parce que nous nous acharnons à vouloir tout « mettre en équation » avec pour base de la mathématique absolument inadaptée à « mesurer » dans tous les sens du terme la phénoménologie quantique.
    Il est grand temps de revoir les fondements de notre « cognition mathématique » ou de notre cognition tout court en regard avec nos intelligences (cf H. Gardner)
    La vitesse de la lumière n’est pas une donnée quantique (son carré a fortiori !!). L’espace temps n’est pas non plus une donnée quantique etc …………………… Un exemple « pour les nuls » : pourquoi des nombres fondamentaux comme PI, PHI et KSI sont-ils encore des valeurs décimales ???
    Au final, tant que l’on n’aura pas accepté que la finitude n’existe pas au sens micro et macro, que toute essence de vie, voire d’existence n’est issue que d’un phénomène vibratoire par opposition de phases et ou d’un spin, que l’entropie existe réellement et ne se mesure évidemment pas, nous n’avancerons pas d’un iota pour mieux conditionner nos neurones et nos cellules gliales et ainsi mieux approcher les systèmes complexes…..
    J’attends tout type de réaction !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

    • > J’attends tout type de réaction !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
      Voici la mienne : lol

      • HARLOW Jacques Reply

        Je pensais que ce site était fréquenté par des gens intéressants et interessés
        Pour moi, votre lol équivaut à MDR ou tout simplement à la plus totale incompréhension de ce que j’ai écrit.
        MAC (mort aux …………………….)

      • Votre commentaire n’a aucun sens, et ce n’est pas en y mettant des mot compliqués comme « topologie », « phénoménologie », « cognition », « donnée quantique », « finitude »… que cela lui en donnera

        Par exemple vous écrivez : « pourquoi des nombres fondamentaux comme PI, PHI et KSI sont-ils encore des valeurs décimales ??? », Qu’est ce que cette phrase est censée vouloir dire ?

        • HARLOW Jacques Reply

          Nous ne raisonnons pas au même niveau
          Vous faites toujours référence aux valeurs de la physique traditionnelle, ce qui est impossible en physique quantique !!!!

      • Je n’ai fait référence à rien d’autre qu’à votre commentaire, en vous demandant d’expliciter l’une de vos affirmations. Ce que vous n’avez pas fait

  74. Ah , la poésie et l’amour résoudront tout ; Newton n’a rien compris

    • HARLOW Jacques Reply

      Je pense que sur ce site, je rencontrerai des gens intéressants et intéressés*
      Alors, je vous laisse faire de la poésie et faire l’amour : mal probablement !!!

  75. Bon , revenons à nos moutons : à la base la théorie quantique propose que les échanges d’énergie se font par « paquets » ; c’est Planck qui a eu cette idée et grace à l’étude du rayonnement du corps noir , définit une équation qui lie le rayonnement et cette constante ,h , dite aujourd’hui « la constante de Planck » ; Einstein prolonge avec l’étude de l’effet photovoltaique et propose une équation simple qui lie la constante , la vitesse de la particule émise et l’effet de seuil (cela lui vaut le prix Nobel) , puis Broglie généralise l’idée de Planck à toutes les particules : les échanges d’énergie se font par paquet multiples de h
    Pour moi , dans ce cadre historique de la physique , il m’est impossible de comprendre ce qui a été écrit : « La vitesse de la lumière n’est pas une donnée quantique (son carré a fortiori !!).  » , ou donc intervient h et sa valeur = 6.626 10-34 joule.s ?

    • HARLOW Jacques Reply

      Nous ne raisonnons pas au même niveau
      Vous faites toujours référence aux valeurs de la physique traditionnelle, valeurs éculées inapplicables, en physique quantique

  76. Juste pour rappel , la physique quantique est basée sur les quanta et que Planck , Einstein et Broglie aient jeté la base de la mécanique quantique avec des « valeurs éculées inapplicables » montre qu’ils ne raisonnaient pas au même niveau , là on est d’accord

    • HARLOW Jacques Reply

      N’avez-vous pas occulté le paradoxe EPR ??? et oublié Schrödiger ???
      La mécanique quantique est universelle et, par conséquent, concerne l’infiniment petit aussi bien que l’infiniment grand (2 « objets » intriqués peuvent être très éloignés et communiquer en temps « zéro » (record couramment annoncé 13 km, je serais plutôt rendu à 32 km au CERN, mais qu’importe, nous irons encore bien plus loin d’ici peu).
      Je suis même arrivé à supposer des phénomènes d’intrication itératifs par progression algorithmique, ce qui peut nous faire aisément tendre vers l’infinitude et la téléportation.
      Je vous parle bien de physique et non de métaphysique!!!!!!!!!!!!
      Notre débat me convient de plus en plus.
      Remerciements

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  80. Bonjour David, super article ! Ma question est plus liée à l’expérimentation.

    Je n’ai toujours pas compris comment dans ces années 1915-1930 ils ont pu imaginer puis expliquer des mécanismes de l’infiniment petit. En caricaturant un peu, je les imagine dans des labos avec des ampoules incandescentes et des piles volta… En d’autres termes, comment faisaient ils leurs manips ? Comment un article tel que l’EPR a t il pu voir le jour sans avoir livré quelques expériences validant un socle d’hypothèses ? Pouvaient ils isoler des particules ? Je pense que non, c’est ça qui me sidère… et pour donner de l’eau à mon moulin, les experiences de Mr Aspect ne sont que très tardives. Mais alors comment ont ils fait??

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  85. Kévin Gomes Reply

    Bonjour, tuer moi s’il faut mais je tente ma chance.

    L’interaction permanente entre la réaction des fissions vitales atomiques entre elle même, avec l’addition d’autre résultante vivante, avec point commun l’espace dans une fréquence temporelle, contrôler par la puissance de ça propre masse atomique et de la masse additionnelle de collision atomique d’autres fissions, en additionnant plusieurs gravité atomique unique propre a son espace temps avec principe que chaque atome est unique en sa fission.

    La quantique ? un grand tout ? contrôler par son propre espace? peut-être…

    • Bonjour,
      avant de vous lancer dans l’aventure de l’incompris, veuillez omettre de faire des fautes d’orthographes !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

      • Bonjour,
        Trop tard ! Il est totalement (dans l’) incompris…

      • Jean-Claude PRESTEL Reply

        Vous avez oublié la majuscule au début de votre phrase …

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  89. Jean-Claude PRESTEL Reply

    Einstein et de Broglie désapprouvaient l’interprétation probabiliste de la mécanique quantique … Onde de probabilité, fluide de probabilité … etc tout ceci dépasse l’entendement. Les calculs donnent des résultats justes mais on aimerait comprendre !

    •  » l’interprétation probabiliste de la mécanique quantique  » est totalement expérimentale observée dans des milliards d’expériences différentes sans cesse, et donc ne « dépasse pas l’entendement » du tout. Mais au au contraire nous sommes conditionnés par notre monde classique macroscopique qui nous induit en erreur, comme pour Einstein et de Broglie, eux créateurs de la mécanique quantique à partir de la mécanique classique très bien connue par eux. Notre monde classique lui est très incohérent et même impossible en physique statistique des particules, avec une énergie infinie rayonnée par toute source de lumière, que Planck a résolu en 1900 avec sa loi révolutionnaire : énergie égale h fois la fréquence, la seule solution possible, et qui a été le point de départ de la mécanique quantique, elle cohérente si on oublie notre conditionnement de mécanique classique.
      Il est donc essentiel d’abandonner nos modes de compréhension macroscopiques trompeurs qui nous induisent en erreur.
      Une preuve sera la réalisation des ordinateurs quantiques, qui déjà fonctionnent sous formes simplifiées, avec des multitudes de micro-univers en parallèles virtuels explorant avec interférences toutes les possibilités, pour finir dans un seul de ces micro-univers tiré au hasard lors d’une mesure dans notre univers,
      Alors habitués à ces ordinateurs quantiques, avec micro-univers parallèles virtuels, on ne trouvera plus que cela « dépasse l’entendement », mais seulement que c’est la preuve qu’au hasard, notre univers est dans un seul de la multitude des univers quantiques qui existent similaires ou non au notre.
      La complexité des micro-univers quantiques est énorme, ce qui pousse à des formalismes mathématiques rigoureux aussi complexes et difficiles à suivre.
      En particulier il reste à démontrer que le collapse de la fonction d’onde, très violent coupant comme un coup de hache, jamais décrit par l’évolution quantique, est incompatible avec cette complexité observée expérimentalement des superfluides, supraconducteurs et des effets Hall fractionnaires.
      Alors l’absence de collapse prouvé, sera une preuve de la réalité de ces univers parallèles inaccessibles.

  90. les chercheurs ne comprenne pas le comportement des particules parce que il entrent dans un environnement immatériels sans qu’il le sache,deux mondes différent et incompatibles ,en passant par l’atome,l’électron,les quarts et dernièrement les cordes ces minuscules particules ont des propriétés incroyables :
    ils ont une conscience,
    ils peuvent être partout a la fois et a n’importe quel moment
    ils dépassent la vitesse de la lumière
    ils prennent plusieurs forme et de couleurs a la fois
    ils traverse les murs etc…… peut être avec des nouvelle découverte ils frôlerons l’immortalité
    l’interprétation a ces mystères ce que nous somme créer d’un environnement immatériels emprisonner dans un monde physiques très limités

  91. Daniau jean 33 allée Traversière 86000 POITIERS 0549416914 Reply

    Article intéressant qui témoigne d’un bon sens de vulgarisation (au sens noble du terme). Dommage qu’une autre merveille n’ait pas été évoquée ici: l’INTRICATION QUANTIQUE;
    Soit deux particules (2 photons par exemple) issues d’une même source; elles sont propulsées dans deux directions différentes à des distances ne permettant aucune interaction entre elles. Une action menée sur l’une se répercute INSTANTANÉMENT SUR L’AUTRE, alors qu’elles sont dans l’impossibilité de communiquer entre elles. On dit que ces particules sont « Intriquées »; ce phénomène étrange ressemble à une « téléportation ». Tout se passe comme si ces deux particules, bien qu’éloignées, continuaient, malgré l’éloignement, à former un système solidaire de sorte que toute action exercée sur l’un des éléments du système affecte tout le système et en particulier l’autre particule.

    • L’intrication quantique est une conséquence de la fonction d’onde délocalisée collective de plusieurs particules dans le même état de superposition sur des distances énormes qui est incompatible avec notre expérience usuelle macroscopique classique.
      Lorsque un photon venant d’un quasar vieux de 13 milliards d’années est reçu dans un télescope, sa fonction d’onde sur une sphère avec un rayon de 13milliards d »années lumières disparait sur cette sphère en moins d’une microseconde.!! ou tout l’univers se multiplie en autant d’univers parallèles qu’il y a de récepteurs possibles pour ce photon dans l’univers, selon les équations quantiques de tout l’univers, résultat tellement fou, que Bohr a proposé le collapse de la fonction d’onde, aussi étrange, mais qui permet de se limiter aux observations expérimentales réelles.

  92. Bonjour,
    Super article !
    J’ai juste une question concernant le fait que si on mesure quelque chose sur une particule quantique, cette mesure va influencer/définir la particule (l’exemple du radar et de l’électron, |électron> = |1000 km/h > + |2000 km/h >, si on la mesure à 1000km/h elle le restera). Comment peut-on être sûr que la mesure aura une influence ? On ne peut pas savoir si elle influence l’électron sans le mesurer au préalable (mais cela l’influencera si on suit cette théorie).

  93. Jacques HARLOW Reply

    La physique quantique ne concerne pas que l’infiniment petit, il en va de même pour l’infiniment grand.
    Il semblerait que vous vous complaisiez à tuer trop vite Heisenberg, Schrôdiger et… le très regretté Stephen Kawking.

    Les outils de mesure sont complétement inadaptés à l’approche du monde quantique.

    Vive l’avènement de la « mathématique quantique » où rien n’est linéaire, constant ou « droit » !!!!!!!!!

    Difficile d’admettre que tout est curve et que l’infinitude existe bien réellement

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  99. Patrick GUEDJ Reply

    Bonjour,
    Ne peut on pas considérer que l’espace se déforme naturellement au cours du temps ? Ceci pourrait expliquer la non localité : des mesures successives révélant des déplacements venant de cette déformation entre temps. De plus si l’on suppose des particules hors de l’espace temps et que nous ne percevons que leur intersection avec celui ci au moment de la mesure ceci peut donner une piste pour l’intrication. Des travaux existent ils sur ces points ?
    Cordialement

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  102. Il est très important avant de présenter ces merveilles étranges trop mathématiques, de rappeler comment on y est parvenu avec l’histoire des grandes étapes de découverte de la mécanique quantique, à savoir pour bien comprendre..
    Sinon cela parait trop arbitraire, trop théorique, alors que les expériences réelles l’ont imposé.
    Elle commence avec le génial Fermat vers 1640 avec son principe du plus court chemin valable aussi bien pour la lumière et la mécanique classique, 300 ans avant Feynman, repris par Hamilton vers 1830, qui a quasiment anticipé la mécanique quantique, Planck avec son astuce pour supprimer l’énergie infinie du soleil en statistique de mécanique classique, l’effet photoélectrique expérimental à seuil expliqué par Einstein en 1905 en suivant Planck, le mouvement de point zéro en 1913 et donc l’énergie du vide, les statistiques de Bose et Fermi avec le spin et l’indiscernabilité des particules, particules indiscernables, puis la dualité onde particule présentée en premier par De Broglie, qui a conduit à l’équation de Schrödinger, puis de Dirac, observée dans plein d’expériences, très étrange, puisque lors d’une mesure cette onde disparait ou collapse car elle n’est observée que dans un seul appareil de mesure au hasard.
    . Schrödinger, Einstein ont été très perturbés, car cette onde de particule est très différente de l’analogie d’une onde de vagues sur l’eau qui secoue des bateaux,, car si un bateau au hasard est secoué détectant ou mesurant l’onde de la vague, les autres bateaux ne sont plus du tout secoués, par suite du collapse de l’onde après mesure.
    Pourtant l’onde est mathématiquement presque identique à l’onde d’une vague, sauf dans une mesure. Les équations quantiques sans collapse décrivant à la fois l’onde et les bateaux de mesure, conduisent à constater que notre univers de bateaux se multiplie en autant d’univers parallèles de bateaux où un seul bateau est secoué, différent dans chaque univers. C’est tellement étrange que cela a été refusé ou négligé pendant près de 50 à 70 ans depuis 1927, car il est très difficile d’accepter qu’on passe au hasard d’un univers à un autre à chaque mesure. On l’écrit dans les équations mathématiques sans hésiter mais on a refusé de le dire avec des mots sur presque un siècle, avec toutes sortes d’interprétations en dehors des équations.
    Cette structure de micro-univers parallèles est la base de l’ordinateur quantique. On a trop tendance à noyer tout cela dans des formulations mathématiques hypercomplexes qui masquent les univers parallèles eux présents dans les équations brutes.

  103. Eric GRUNDMANN Reply

    Très bon article, clair, bien écrit, et plein d’humour, mis à la portée de lecteurs scientifiques bas de gamme comme moi :-). Le post-scriptum (« pour aller plus loin ») montre le souci de rester en même temps rigoureux. Merci. Je lirai vos autres articles.

  104. Merci d’avoir pris le temps d’écrire cet article, je n’ai pas tout compris mais ça a éclairé ma lanterne !

  105. vous parlez de mélange des états dans différentes proportions.
    de quel manière expérimentale peut-on doser ces différentes proportions conduisant à des vitesses différentes ? est-ce juste de la théorie ?

    • « de quel manière expérimentale peut-on doser ces différentes proportions conduisant à des vitesses différentes ? est-ce juste de la théorie ? »
      est réalisé expérimentalement et pas que théorique.
      La théorie décrit les faits expérimentaux et personne n’aurait jamais imaginé cette théorie sans les faits expérimentaux très étranges, entre 1900 et 1930..
      Par exemple on envoie des électrons sous vide comme dans une vielle télévision cathodique, un par un sur les doubles fentes pour voir sur l’écran, les interférences des états de passage par chacun des trous. Cette expérience fondamentale a prouvé la réalité de la dualité onde particule vraiment étrange vers 1927;
      On peut régler les vitesses par les forces électriques sur les électrons.
      On contrôle les états par les champs extérieurs appliqués, bobines ou condensateurs, qui souvent sont quasiment classiques macroscopiques, même dans les états quantiques de supraconducteurs.

      L’expérience de Davisson Germer en 1927 a prouvé que De Broglie avait raison de généraliser les propriétés d’onde électromagnétique du photon aux particules comme l’électron, pour rendre cohérent de nombreux faits expérimentaux observés entre 1900 et 1927 :
      fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%A9rience_de_Davisson-Germer

      un historique utile à savoir :
      http://www.editions.polytechnique.fr/files/pdf/EXT_0914_X.pdf

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    • Comme la plupart des gens, vous n’arrivez pas à admettre que la physique quantique ne concerne pas que le domaine micro.
      La raison est la suivante; c’est que nous avons pas la capacité de mesure pour le domaine macro voire infini.
      De plus; la mathématique actuelle ne répond en rien aux demandes nécessaires et indubitables de la conception quantique.
      Einstein, déjà, posait ce même problème et il est pourtant un des instigateurs de la mécanique quantique !!!
      Je me permettrais aussi de vous rappeler que les grands scientifiques de l’Antiquité étaient étonnamment très proches du « quantisme » (des droites parallèles qui se rejoignent à l’infini, postulat que l’on applique encore de nos jours alors qu’il évoquait , il y a plus de 2100 années, la « curvitude » présente en tout lieu des univers de quelque taille soient-ils…………….
      Je n’entrerais pas dans le sujet épineux de l’intrication dont le concept est bien ancien que l’on puisse penser.
      A vous lire

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  109. J’adore l’exemple e la feuille morte qui tombe (commentaires publiés le 9 Octobre 2013 à 21 heures 42 ! Oui, c’est une évidence : le hasard n’existe pas, mais notre ignorance est totale concernant le monde quantique mais également en matière de physique classique. Pourquoi ? Considérons simplement les valeurs scientifiquement admises à l’heure actuelle : la matière que nous « pensons connaître » représenterait 5% de la matière apparue avec le Big Bang, alors que la matière dite « noire » représenterait 23% et, plus intéressant encore, l’énergie dite « sombre » représenterait 72% de ce qui existerait dans et autour de nous, pauvres humains ignorants mais convaincus de leur « Savoir scientifique » !

    Si on commençait à s’intéresser un peu plus à cette énergie sombre (représentant près des 3/4 de ce qui existe !), peut-être pourrait-on se demander s’il ne s’agit pas du véritable MAÎTRE D’ŒUVRE et MAÎTRE D’OUVRAGE de notre monde matériel macro ET microscopique, un élément-clé qui existait peut-être déjà en tant que PURE énergie avant l’espace et le temps qui, eux, sont apparus en même temps que la matière avec le Big Bang. Quel ouvrage SCIENTIFIQUE pourrait me fournir des informations « up to-date » à ce sujet, sans se noyer dans des considérations trop ardues pour un béotien comme moi ? À ce jour, seuls les ouvrages de Trinh Xuan Thuan m’ont apporté des éléments intéressants qui semblent ouvrir une voie nouvelle à une approche moins terre à terre de ces sujets passionnants.

    • Jacques HARLOW Reply

      Bravo, nous sommes sur la même longueur d’onde, c’est le cas de le dire !!!!!!!!!!!!
      Je me permettrais d’ajouter 2 choses :
      – l’intrication non d’une onde/particule seule mais d’un système complexe versus autre système complexe
      – le terme que j’ose employer : MATHEMATIQUE QUANTIQUE : science non exacte mais utilisant des « outils » en adéquation avec l’approche quantique contrairement aux « outils » de notre mathématique appliquée depuis longtemps et absolument obsolète dans le champ quantique. J’en arrive quand même à considérer, par exemple, ce qui s’approcherait d’algorithmes quantiques avec la possibilité de produire des dérivées applicables de façon infinitésimale (on est loin du : 1-0 – 0-1 – 1-0……………..!!!!!) et vive l’ordinateur quantique qui est très loin d’être finalisé à ce jour et qui pourrait nous amener vers la » non causalité » et la « non probabilité » ( c’est de « l’anti-cognition » dure à concevoir dans nos esprits si étroits !!!!!!!!!)
      Je travaille sur le sujet en compagnie de 7 « matheux défroqués », mais pas en France où on considère ce sujet comme de la recherche fondamentale alors qu’il est urgent d’ouvrir notre esprit vers « l’intouchable »…………….
      Merci pour ta réponse que j’ai vivement appréciée.

  110. Tchikatchik Reply

    En lisant cet article j’ai compris comment se propage le virus COVID-19.

    • Une particule virale Covid-19 est aussi délocalisée capable de passer dans deux trous ou fentes à la fois, prouvé déjà pour des particules presque aussi grosses !
      Le COVID-19 se multiplie beaucoup moins vite, que notre univers entier qui se multiplie à chaque mesure des trillions de fois par seconde, lorsque’on le décrit suivant le modèle d’évolution quantique de sa fonction d’onde, nécessaire pour expliquer toutes les expériences de toutes sortes depuis Galilée vers 1600, avec une très grande précision , sans chercher à comprendre en y ajoutant des interprétions arbitraires, comme le collapse de la fonction d’onde juste pour conserver nos habitudes usuelles de tous les jours avec un seul univers, tout localisé.
      La réalité quantique est très délocalisée sur tout l’univers, comme prouvé par les expériences et donc pareillement il est logique que notre univers soit aussi délocalisé sur une multitude d’univers en parallèles.
      Pourquoi si les particules, même complexes, sont délocalisées sur de très grandes distances,, vouloir avoir un seul univers localisé sur un seul univers.
      Beaucoup d’interprétations de la mécanique quantique ne font que chercher à le localiser de force en un seul univers, pour conserver nos habitudes usuelles de tous les jours de localité apparente, face à tout ce qui est quantique délocalisé.. .
      Les mathématiques ne sont qu’un formalisme rigoureux partant d’axiomes précis pour en tirer toutes les conséquences et les interprétations sont celles des axiomes de départ. Les axiomes de la mécanique quantique sont une fonction d’onde très délocalisé ( ou champ quantique plus précis ), avec superpositions linéaires de fonctions, qui évolue de façon déterministe avec le temps.. Cette linéarité typique d’ondes est fantastique, d’une rigueur précise gigantesque, car la moindre non linéarité même ultra faible provoquerait des catastrophes dans tout notre univers, comme les vagues à la surface de la mer où les non linéarités provoquent des vagues scélérates violentes sur les bateaux.
      Le vocabulaire rigoureux mathématiques ne sert qu’à être rigoureux, mais il est inutile pour comprendre les axiomes de départ, surtout qu’il rend incompréhensible inutilement avec un aspect mystique secret quasiment.
      Enfin le Covid-19 se multiplie comme les rhumes et grippes, assez carabiné, vu qu’il est nouveau pour nous hommes, mais ii est bien moins vicieux que le HIV ou SIDA restant très caché, qui heureusement se multiplie bien moins facilement que le Covid19.
      Nos gênes ont 7% de résidus de rétrovirus cachés, devenus indispensables à notre vie, comme pour le placenta qui nous permet de naître , Ces résidus de rétrovirus prouvent que nos ancêtres lointains ont subis beaucoup de rétrovirus de type HIV Sida très dangereux mortels comme le SIDA et se multipliant comme les grippes et le Cov-19.
      Seuls les rares ancêtres ayant survécus par chance ont permis à nous de survivre avec des capacités meilleures comme le placenta de mammifères, au lieu de passer 9 mois immobile à couver nos oeufs comme les dinosaures et les pingouins.. .

      • Y aurait-il une possibilité pour que les ondes globales qui nous entourent et qui forment un spectre gigantesque dans « l’espace » (et qui relie si facilement les 4 coins du globes en quelques fragments de seconde : cf téléphonie mobile, ou autre…), puisse véhiculer des particules virales comme le Covid-19 – et à travers nos petits corps « électriques » malades ou affaiblis ? Et cela bien-sûr par delà même le confinement géré ? Merci !

        • Bonne question. La réponse est basée sur l’observation de la réalité sans cesse de tous les jours car la théorie même mathématiques hyper complexe ne fait que décrire les observations expérimentales.
          Donc en plus du Covid-19, nous sommes placés dans les fonctions d’ondes quantiques de tout ce qui ne s’est pas encore produit, appelé onde virtuelle, encore plus épouvantable que le Covid-19.
          On constate que ces atomes se désintègrent suivant les lois quantiques radioactives immuables depuis des milliards d’années, avec une probabilité d’apparition comme le carré de la fonction d’onde, ce qui explique qu’un atome d’uranium au hasard parfait n’envoie ses morceaux de désintégration qu’une fois par milliard d’année et pas tout en une seconde de folie, car alors les centrales nucléaires et la terre auraient explosé. Pareil le soleil exploserait en une seconde, au lieu de dégager son énergie en 8 milliard d’années.
          Donc avec certitude, chaque particule de Covid-19 reste localisée là ou sa fonction d’onde est élevée et pas ailleurs dans l’univers où elle est encore plus faible que celle des atomes radioactifs non désintégrés. Donc le covid-19 n’ apparaît pas du tout n’importe d’où, que transmis sur les surfaces et dans les particules sortant d’une autre personne où il se multiplie, comme observé par le passé.
          La mécanique quantique est étrange, avec des fonctions d’ondes sur des états virtuels, mais elle ne fait pas n’importe quoi, comme observé et prouvé par les observations expérimentales très nombreuses et précises.

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