{"id":5169,"date":"2013-09-30T03:42:07","date_gmt":"2013-09-30T01:42:07","guid":{"rendered":"http:\/\/sciencetonnante.wordpress.com\/?p=5169"},"modified":"2013-09-30T03:42:07","modified_gmt":"2013-09-30T01:42:07","slug":"les-7-merveilles-de-la-mecanique-quantique","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/2013\/09\/30\/les-7-merveilles-de-la-mecanique-quantique\/","title":{"rendered":"Les 7 merveilles de la m\u00e9canique quantique"},"content":{"rendered":"

\"feynman<\/a>La m\u00e9canique quantique, c’est cette branche de la physique qui d\u00e9crit la mani\u00e8re dont se comportent les objets microscopiques : les mol\u00e9cules, les atomes ou les particules.<\/p>\n

D\u00e9velopp\u00e9e pendant la premi\u00e8re moiti\u00e9 du XX\u00e8me si\u00e8cle, la m\u00e9canique quantique est un des piliers de la science contemporaine. Et pourtant, il s’agit aussi probablement de la plus \u00e9trange th\u00e9orie jamais imagin\u00e9e.<\/p>\n

En effet, la m\u00e9canique quantique regorge de myst\u00e8res, de surprises et de paradoxes qui nous obligent \u00e0 revoir la mani\u00e8re dont nous concevons la mati\u00e8re, et m\u00eame la physique en g\u00e9n\u00e9ral.<\/p>\n

Cette th\u00e9orie est d’ailleurs tellement bizarre que l’un de ses plus fameux contributeurs, le physicien Richard Feynman (ci-dessus), disait \u00e0 son propos:<\/p>\n

\u00ab\u00a0Si vous croyez comprendre la m\u00e9canique quantique, c\u2019est que vous ne la comprenez pas\u00a0\u00bb<\/em>.<\/p>\n

Nous voici pr\u00e9venus ! Mais essayons quand m\u00eame d’y voir plus clair. Aujourd’hui, je vous propose donc un tour d’horizon des 7 merveilles et myst\u00e8res de la m\u00e9canique quantique. \u00c2mes sensibles, vous pouvez rester, je vous promets de ne pas employer de connaissances au del\u00e0 du lyc\u00e9e\u00a0!<\/p>\n

1. Le principe de superposition<\/h3>\n

\"ballon_e\u0301lectron\"<\/a>Quand on \u00e9tudie le mouvement des objets du quotidien, par exemple un ballon de foot, on consid\u00e8re des quantit\u00e9s bien d\u00e9finies\u00a0: sa vitesse, sa position, sa vitesse de rotation ou son \u00e9nergie.<\/p>\n

On ne sait pas forc\u00e9ment mesurer tr\u00e8s exactement ces quantit\u00e9s, mais on sait qu’elles existent et qu’elles ont des valeurs pr\u00e9cises. A un instant donn\u00e9, le ballon de foot est dans un \u00e9tat bien d\u00e9fini<\/strong>. \u00c7a, c’est la m\u00e9canique dite \u00ab\u00a0classique\u00a0\u00bb, c’est-\u00e0-dire celle des objets normaux.<\/p>\n

Mais pour les objets microscopiques, tout change\u00a0! Contrairement au ballon de foot, une particule microscopique peut \u00eatre dans un m\u00e9lange de plusieurs \u00e9tats<\/strong>. Aussi incroyable que cela paraisse, cela veut dire qu’un \u00e9lectron peut par exemple poss\u00e9der \u00e0 la fois deux vitesses, ou \u00eatre \u00e0 deux endroits diff\u00e9rents \u00e0 la fois. Voire m\u00eame plus de deux endroits !<\/p>\n

Pour d\u00e9signer le fait qu’en m\u00e9canique quantique, les objets peuvent \u00eatre dans plusieurs \u00e9tats \u00e0 la fois, on parle du principe de superposition<\/strong>.<\/p>\n

\"chat_schro\u0308dinger_mort_vivant\"<\/a>Les physiciens ont une notation bizarre pour d\u00e9signer \u00e7a, il d\u00e9crivent les \u00e9tats avec des sortes de crochets comme celui-ci \\(|\\ \\ \\ >\\), et pour superposer des \u00e9tats ils\u00a0 les additionnent.<\/p>\n

Vous avez certainement d\u00e9j\u00e0 entendu parler de cette \u00e9trange superposition \u00e0 travers l’exemple du fameux chat de Schr\u00f6dinger<\/strong>, ce chat \u00ab\u00a0fictif\u00a0\u00bb qui serait \u00e0 la fois mort et vivant. En utilisant cette notation entre crochets, on pourrait \u00e9crire :<\/p>\n

|Chat> = | Mort > + | Vivant ><\/span><\/strong><\/p>\n

Bien s\u00fbr, l’exemple du chat n’est pas tr\u00e8s r\u00e9aliste, car je vous l’ai dit cette situation ne peut se produire que pour les objets microscopiques. Et heureusement\u00a0! Vous imaginez si le ballon de foot pouvait se trouver \u00e0 la fois derri\u00e8re et devant la ligne de but\u00a0!<\/p>\n

Vous allez voir que de cette simple id\u00e9e de superposition des \u00e9tats d\u00e9coulent toutes les \u00e9tranget\u00e9s de la m\u00e9canique quantique.<\/p>\n

2. L’ind\u00e9terminisme de la mesure<\/h3>\n

\"Coup<\/a><\/h3>\n

Continuons notre comparaison entre la m\u00e9canique classique et la m\u00e9canique quantique. En m\u00e9canique classique on peut mesurer les propri\u00e9t\u00e9s des objets, par exemple la vitesse du ballon de foot. On peut bien s\u00fbr 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 am\u00e9liore la pr\u00e9cision de notre instrument, on va se rapprocher de plus en plus de cette vraie valeur.<\/p>\n

Mais comment \u00e7a se passe en m\u00e9canique quantique\u00a0? Imaginez un \u00e9lectron qui aille \u00e0 la fois \u00e0 1000km\/h et 2000 km\/h. Je vous rappelle qu’on va noter cela comme \u00e7a\u00a0:<\/p>\n

|\u00e9lectron> = |<\/strong>1000 km\/h > + |2000 km\/h ><\/strong><\/span><\/p>\n

Si on mesure la vitesse de cet \u00e9lectron, que va-t-on trouver\u00a0?<\/strong> 1000 km\/h\u00a0? 2000 km\/h\u00a0? Entre les deux\u00a0?<\/p>\n

Ce que nous dit la m\u00e9canique quantique, c’est qu’on va trouver soit l’un, soit l’autre, mais qu’il n’existe aucun moyen de savoir \u00e0 l’avance lequel des deux<\/strong>. Le r\u00e9sultat de la mesure est probabiliste. Le pire \u00e9tant que m\u00eame si on imagine refaire plusieurs fois l’exp\u00e9rience exactement de la m\u00eame mani\u00e8re, on ne trouvera pas forc\u00e9ment le m\u00eame r\u00e9sultat que la fois d’avant. En fait dans la situation que je d\u00e9cris, vous allez trouver 1000 km\/h dans 50% des cas, et 2000 km\/h dans 50% des autres.<\/p>\n

On peut m\u00eame avoir des variantes de cette situation o\u00f9 l’on m\u00e9lange des \u00e9tats avec des proportions diff\u00e9rentes, comme dans un cocktail. Par exemple on peut \u00e9crire le m\u00e9lange suivant :<\/p>\n

(1\/4) | 1000 km\/h > + (3\/4) | 2000 km\/h ><\/span><\/strong><\/p>\n

Ici l’\u00e9lectron est 3 fois plus dans l’\u00e9tat 2000km\/h que dans l’\u00e9tat 1000 km\/h. Et devinez quoi ? Cela modifie les probabilit\u00e9s lors des mesures. Avec un \u00e9lectron dans cet \u00e9tat, vous mesurerez bien plus souvent 2000 km\/h que 1000 km\/h (les proportions ne seront pas tout \u00e0 fait 1\/4 et 3\/4, mais \u00e7a n’est pas important \u00e0 ce stade).<\/p>\n

Ce que je vous d\u00e9cris l\u00e0 est une r\u00e9volution conceptuelle incroyable en physique. Les physiciens ont longtemps suppos\u00e9 que la nature \u00e9tait d\u00e9terministe<\/strong>\u00a0: si on refait deux fois exactement la m\u00eame exp\u00e9rience (en principe), on retrouve deux fois le m\u00eame r\u00e9sultat. Et si on conna\u00eet l’\u00e9tat d’un syst\u00e8me \u00e0 un instant donn\u00e9, on peut (toujours en principe) pr\u00e9dire ce que sera le r\u00e9sultat d’une mesure. En m\u00e9canique quantique, tout cela est parti en fum\u00e9e\u00a0: il existe un ind\u00e9terminisme fondamental<\/strong> qui fait que les r\u00e9sultats des mesures d\u00e9pendent du hasard, d’une mani\u00e8re qu’il est impossible de pr\u00e9voir.<\/p>\n

Cette id\u00e9e a tellement choqu\u00e9 Albert Einstein que c’est \u00e0 son sujet qu’il a d\u00e9clar\u00e9 son fameux \u00ab\u00a0Dieu ne joue pas aux d\u00e9s\u00a0\u00bb<\/em>. Il refusait de penser que le hasard pouvait jouer un r\u00f4le fondamental en physique. Et pourtant il avait tort.<\/p>\n

3. La dualit\u00e9 onde-corpuscule<\/h3>\n

Je vous l’ai dit, en m\u00e9canique quantique on peut superposer les \u00e9tats. En particulier un objet microscopique peut se trouver dans plusieurs endroits \u00e0 la fois\u00a0: il suffit de superposer des \u00e9tats diff\u00e9rents. On peut m\u00eame pousser le bouchon plus loin et imaginer une particule qui soit dans une infinit\u00e9 d’endroits \u00e0 la fois<\/strong>. Pour \u00e9crire \u00e7a, il faut superposer un nombre infini d’\u00e9tats diff\u00e9rents. C’est un cocktail avec un nombre infini d’ingr\u00e9dients !<\/p>\n

Mais histoire que notre particule soit quand m\u00eame un peu plus dans certains endroits que dans d’autres, on va mettre un coefficient \u00e0 chacun des \u00e9tats qu’on superpose. Je vous ai dit que le coefficient que l’on met devant chaque \u00e9tat est reli\u00e9 \u00e0 la probabilit\u00e9 de trouver notre particule dans cet \u00e9tat. Donc math\u00e9matiquement, on va d\u00e9finir une fonction P(x,y,z) qui va nous dire quelle est la probabilit\u00e9 de trouver notre particule dans chacun des points (x,y,z) de l’espace.<\/p>\n

\"probabilite\u0301<\/a>Vous voyez qu’en faisant cela, notre particule n’est plus un corpuscule localis\u00e9, mais elle est d\u00e9crite par cette fonction P(x,y,z) que l’on va appeler un champ de probabilit\u00e9s<\/strong>. Ce champ partage plusieurs similitudes avec le champ \u00e9lectrostatique. Par exemple quand le temps s’\u00e9coule, ce champ peut \u00e9voluer et se comporter d’une mani\u00e8re qui ressemble beaucoup aux ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques. Finalement on ne va plus d\u00e9crire notre particule comme un objet ponctuel, mais comme une onde !<\/strong><\/p>\n

Cette description de la mati\u00e8re par des ondes avait \u00e9t\u00e9 introduite au d\u00e9but du XX\u00e8me si\u00e8cle par plusieurs chercheurs, dont le physicien fran\u00e7ais Louis De Broglie<\/strong>. Ce dernier a notamment propos\u00e9 l’id\u00e9e de la dualit\u00e9 onde-corpuscule<\/strong>\u00a0: les particules peuvent suivant les circonstances se comporter soit comme des particules, soit comme des ondes. Cette id\u00e9e totalement contre-intuitive a permis de mettre un terme au d\u00e9bat multi-centenaire sur la nature de la lumi\u00e8re.<\/strong> Alors la lumi\u00e8re est-elle faite d’ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques ou de photons\u00a0? Eh bien les deux mon g\u00e9n\u00e9ral\u00a0!<\/p>\n

4. L’effet tunnel<\/h3>\n

Si vous m’avez suivi jusque l\u00e0, vous avez compris qu’une des cons\u00e9quences du principe de superposition, c’est qu’il faut admettre de d\u00e9crire les particules par des ondes. Il y a plusieurs implications \u00e9tranges de ce changement de perspective.<\/p>\n

\"effet<\/a>Revenons \u00e0 notre ballon de foot\u00a0: 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 diff\u00e9rent. Songez aux ondes sonores par exemple\u00a0: si votre voisin d’\u00e0 c\u00f4t\u00e9 met la musique \u00e0 fond, une partie du son va traverser et arriver chez vous<\/strong>. Certes le son sera att\u00e9nu\u00e9, voire tr\u00e8s att\u00e9nu\u00e9, mais une petite partie passera quand m\u00eame.<\/p>\n

Maintenant imaginez un \u00e9lectron qui arrive sur un obstacle (une sorte de mur microscopique). Si cet \u00e9lectron est d\u00e9crit par une onde, comme pour la musique de votre voisin, il y a une petite partie cette onde qui va passer de l’autre c\u00f4t\u00e9 de l’obstacle (voir ci-contre).<\/p>\n

Je vous rappelle que cette onde d\u00e9crit une probabilit\u00e9 de trouver l’\u00e9lectron \u00e0 un endroit donn\u00e9. Donc \u00e7a veut dire qu’il y a une petite probabilit\u00e9 que l’\u00e9lectron traverse l’obstacle<\/strong>. On parle de l’effet tunnel,<\/strong> car tout se passe comme si une fois de temps en temps, un petit tunnel se cr\u00e9ait dans le mur pour laisser passer notre \u00e9lectron.<\/p>\n

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 ph\u00e9nom\u00e8ne av\u00e9r\u00e9 : on s’en sert pour faire des microscopes dits \u00ab\u00a0\u00e0 effet tunnel\u00a0\u00bb, qui permettent de voir et manipuler les atomes. L’effet tunnel permet \u00e9galement d’expliquer le principe de la radioactivit\u00e9<\/strong>.<\/p>\n

5. L’int\u00e9grale de chemin<\/h3>\n

\"quantification<\/a>Poursuivons notre exploration des cons\u00e9quences innattendues de la description ondulatoire de la mati\u00e8re. Quand en physique classique les objets ont une position bien d\u00e9finie, ils suivent une trajectoire bien d\u00e9finie. Le coup-franc de Roberto Carlos passe \u00e0 droite du mur, et pas \u00e0 gauche.<\/p>\n

Mais en m\u00e9canique quantique, puisque les particules peuvent \u00eatre \u00e0 plusieurs endroits \u00e0 la fois, elles peuvent aussi suivre plusieurs trajectoires \u00e0 la fois<\/strong>\u00a0! L’illustration la plus spectaculaire de ce ph\u00e9nom\u00e8ne est celle de l’exp\u00e9rience de la double fente<\/strong>.<\/p>\n

Dans cette exp\u00e9rience, on envoie des \u00e9lectrons sur un \u00e9cran comportant seulement deux fentes par lesquelles ceux-ci peuvent passer. On peut montrer que m\u00eame quand l’\u00e9lectron semble passer par la fente A, sa trajectoire d\u00e9pend du fait que la fente B soit ouverte ou ferm\u00e9e.<\/strong><\/p>\n

On interpr\u00e8te cela en disant que m\u00eame si l’\u00e9lectron 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 ferm\u00e9e. (C’est comme si la trajectoire du coup-franc de Roberto Carlos \u00e9tait affect\u00e9e par le fait de mettre un d\u00e9fenseur suppl\u00e9mentaire \u00e0 gauche du mur\u00a0!)<\/p>\n

Le physicien Feynman (que je citais au d\u00e9but du billet) a pouss\u00e9 cette id\u00e9e \u00e0 son paroxysme, en \u00e9crivant que lorsqu’une particule quantique va d’un point \u00e0 un autre, elle passe par tous les chemins possibles qui relient ces deux points. Une approche connue sous le terme d’int\u00e9grale de chemin.<\/p>\n

6. La quantification<\/h3>\n

Nous y voici\u00a0: je vais enfin vous parler de ce ph\u00e9nom\u00e8ne qui donne son nom \u00e0 la m\u00e9canique quantique. Ca n’est pas forc\u00e9ment le plus spectaculaire, mais il a rev\u00eatu une importance historique fondamentale.<\/p>\n

Comme d’habitude, voyons comment sont les choses en m\u00e9canique normale. Pour les objets macroscopiques, on utilise des quantit\u00e9s comme la position, la vitesse, l’\u00e9nergie ou la vitesse de rotation. Ces quantit\u00e9s peuvent en principe prendre n’importe quelle valeur parmi les nombres r\u00e9els. Ce sont des quantit\u00e9s continues<\/strong>.<\/p>\n

Mais en m\u00e9canique quantique, \u00e7a n’est plus n\u00e9cessairement le cas ! Certaines quantit\u00e9s se trouvent contraintes \u00e0 prendre des valeurs bien d\u00e9finies, on dit qu’elle sont quantifi\u00e9es<\/strong>. Par exemple un atome d’hydrog\u00e8ne dans son \u00e9tat d’\u00e9nergie minimale aura une \u00e9nergie de -13.6 eV (eV, c’est l’\u00e9lectron-volt, l’unit\u00e9 d’\u00e9nergie qu’on utilise pour les particules). Si on veut augmenter son \u00e9nergie, alors on doit l’augmenter jusqu’\u00e0 -3.4 eV. Impossible de lui donner une \u00e9nergie interm\u00e9diaire entre ces deux valeurs !<\/strong> Quant \u00e0 diminuer son \u00e9nergie, n’y pensez m\u00eame pas, impossible de descendre sous la valeur de -13.6 eV ! Et c’est d’ailleurs heureux, car s’il n’y avait pas \u00e7a, les \u00e9lectrons iraient se crasher sur les protons, et les atomes seraient instables<\/strong>. La m\u00e9canique quantique a permis de r\u00e9soudre ce paradoxe que la m\u00e9canique classique n’expliquait pas.<\/p>\n

Mais au fait, pourquoi certaines propri\u00e9t\u00e9s seraient-elles quantifi\u00e9es ? Encore une fois il est possible de la comprendre en consid\u00e9rant simplement la description ondulatoire des particules. Pensez \u00e0 une autre onde\u00a0: celle qui agite une corde de guitare. Puisque la corde est attach\u00e9e aux deux extr\u00e9mit\u00e9s, elle ne peut vibrer qu’\u00e0 certaines fr\u00e9quences. Les sons \u00e9mis par une corde le sont donc \u00e0 des fr\u00e9quentes discontinues<\/strong>, et ne prennent pas des valeurs interm\u00e9diaires ! Il se passe le m\u00eame ph\u00e9nom\u00e8ne pour les ondes qui d\u00e9crivent les particules, et plusieurs quantit\u00e9s physiques qui d\u00e9crivent les objets microscopiques sont quantifi\u00e9es.<\/p>\n

\"quantification<\/a><\/p>\n

7. Le principe d’incertitude de Heisenberg<\/h3>\n

Pour ceux qui ont tenu jusque l\u00e0, passons \u00e0 la 7\u00e8me et derni\u00e8re \u00e9tape de ce voyage dans les myst\u00e8res de la m\u00e9canique quantique. Le principe d’incertitude de Heisenberg est une des propri\u00e9t\u00e9s les plus caract\u00e9ristiques mais aussi les plus \u00e9tranges du monde quantique.<\/p>\n

Quand je vous ai d\u00e9crit l’id\u00e9e de superposition des \u00e9tats, j’ai sous-entendu que l’on pouvait superposer tout et n’importe quoi. En fait \u00e7a n’est pas vrai\u00a0! Il y a des contraintes. La plus connue est qu’on ne peut pas sp\u00e9cifier \u00e0 la fois exactement la position et la vitesse d’une particule<\/strong>. Plus sa position est pr\u00e9cis\u00e9ment d\u00e9finie, plus sa vitesse est incertaine, et r\u00e9ciproquement. C’est le principe d’incertitude de Heisenberg<\/strong>.<\/p>\n

\"son_direct_spectre\"<\/a>Si vous \u00eates 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 intensit\u00e9, comme ce qu’on voit sur les logiciels d’enregistrement (ci-contre en bleu). Mais on peut aussi d\u00e9composer le son sur les diff\u00e9rentes fr\u00e9quences qui le composent (math\u00e9matiquement on utilise cette op\u00e9ration qui s’appelle la transform\u00e9e de Fourier). On obtient alors un spectre de fr\u00e9quences<\/strong>, c’est la courbe violette ci-contre.<\/p>\n

Or il s’av\u00e8re que plus le son est court (comme un coup sec sur une batterie), plus il contient un nombre important de fr\u00e9quences. Et r\u00e9ciproquement plus le son est pur en fr\u00e9quence, plus il doit \u00eatre long dans le temps.<\/p>\n

Dans le son il y a donc une sorte de ph\u00e9nom\u00e8ne d’incertitude<\/strong>\u00a0: il ne peut pas \u00eatre \u00e0 la fois localis\u00e9 dans le temps (tr\u00e8s court) et en fr\u00e9quence (tr\u00e8s pur). La situation est analogue pour la lumi\u00e8re\u00a0: si vous voulez faire une onde \u00e0 une longueur d’onde parfaitement d\u00e9finie, cette onde doit s’\u00e9tendre partout dans l’espace\u00a0! Si vous voulez la localiser, il faut ajouter des fr\u00e9quences suppl\u00e9mentaires.<\/p>\n

En m\u00e9canique quantique, il se passe exactement la m\u00eame chose. A partir du moment o\u00f9 on admet de d\u00e9crire les particules par des ondes, alors il faut renoncer \u00e0 pouvoir sp\u00e9cifier \u00e0 la fois leur position et leur vitesse.<\/p>\n

Pour r\u00e9sumer, comme le disait Heisenberg<\/p>\n

\u00ab\u00a0Ch\u00e9rie, j’ai gar\u00e9 la voiture, mais je sais plus o\u00f9\u00a0\u00bb<\/em>.<\/p>\n

Je m’arr\u00eate ici, j’ai clairement explos\u00e9 mon record de longueur. Chacun de ces paragraphes m\u00e9riterait un billet \u00e0 lui seul. Ca viendra !<\/p>\n

Billets reli\u00e9s :<\/span><\/p>\n

Sur les fr\u00e9quences de vibration : Quand la musique est bonne<\/a><\/p>\n

Que se passe-t-il quand on tombe dans un trou noir ?<\/a><\/p>\n

Le boson de Higgs expliqu\u00e9 \u00e0 ma fille<\/a><\/p>\n

La plus grosse erreur de toute l’histoire de la physique<\/a><\/p>\n

\n

Pour aller plus loin…<\/em><\/h3>\n

Cette fois-ci, pas de \u00ab\u00a0pour aller plus loin\u00a0\u00bb en tant que tel. J’ai fait \u00e9videmment plein d’approximations, d’impr\u00e9cisions et de simplifications dans ce texte. Si vraiment vous voulez aller plus loin, il faut s’attaquer \u00e0 un cours de m\u00e9canique quantique ! Pour ma part, je recommande le livre \u00ab\u00a0Modern Quantum Mechanics\u00a0\u00bb de J.J. Sakurai, que j’avais trouv\u00e9 tr\u00e8s bien fait \u00e0 l’\u00e9poque (mieux que les classiques de Messiah ou Cohen-Tannoudji).<\/em><\/p>\n

Quelques points au passage pour stimuler la r\u00e9flexion de ceux qui connaissent d\u00e9j\u00e0 le sujet :<\/em><\/p>\n

    \n
  • Quand je parle de la superposition des \u00e9tats, je fais deux simplifications. J’ai \u00e9cris qu’une particule peut \u00eatre dans deux \u00e9tats \u00e0 la fois. En fait elle est toujours dans un seul \u00e9tat (au sens \u00ab\u00a0\u00e9l\u00e9ment de l’espace de Hilbert\u00a0\u00bb), mais cet \u00e9tat peut se d\u00e9composer sur deux \u00e9tats propres d’une observable d’int\u00e9r\u00eat (position, vitesse…). Autre simplification, quand j’\u00e9cris des choses comme Chat = Mort + Vivant, je suppose que l’on peut compl\u00e8tement d\u00e9crire l’\u00e9tat \u00e0 l’aide des valeurs propres d’une observable, ce qui n’est \u00e9videmment pas le cas. Il faudrait sp\u00e9cifier tout \u00e7a.<\/em><\/li>\n
  • Sur la mesure, un paradoxe qui me fascine : en principe la m\u00e9canique quantique doit \u00eatre plus fondamentale que la m\u00e9canique classique. On doit donc pouvoir retrouver la m\u00e9canique classique comme une limite (du genre \\(\\hbar \\to 0\\)) de la m\u00e9ca quantique. Or telle qu’elle est pr\u00e9sent\u00e9e ici, la m\u00e9canique quantique a fondamentalement\u00a0 besoin de la m\u00e9canique classique pour d\u00e9finir les notions de mesure, r\u00e9duction du paquet d’onde, etc. Pour surmonter cette difficult\u00e9, il faut creuser le concept de d\u00e9coh\u00e9rence, mais je ne crois pas que ce paradoxe soit r\u00e9solu.<\/em><\/li>\n
  • Sur le caract\u00e8re fondamentalement probabiliste de la m\u00e9canique 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 syst\u00e8me, un peu comme en physique statistique. Or il n’en est rien. La violation des in\u00e9galit\u00e9s de Bell par l’exp\u00e9rience d’Alain Aspect exclu de s’en sortir en supposant qu’il y a des variables cach\u00e9es. Il faudra que je fasse un billet sp\u00e9cifique l\u00e0 dessus !<\/em><\/li>\n
  • Dans la dualit\u00e9 onde-corpuscule, je fais une analogie entre les ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques et les ondes de probabilit\u00e9. Attention cependant, contrairement aux apparences, le champ \u00e9lectromagn\u00e9tique n’est pas la fonction d’onde du photon !<\/em><\/li>\n
  • Un point plus g\u00e9n\u00e9ral : tous les effets que je d\u00e9cris ici sont cens\u00e9s exister pour les objets microscopiques mais pas pour les objets macroscopique. O\u00f9 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 n\u00e9gligeables !<\/em><\/li>\n<\/ul>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    La m\u00e9canique quantique, c’est cette branche de la physique qui d\u00e9crit la mani\u00e8re dont se comportent les objets microscopiques : les mol\u00e9cules, les atomes ou les particules. D\u00e9velopp\u00e9e pendant la premi\u00e8re moiti\u00e9 du XX\u00e8me si\u00e8cle, la m\u00e9canique quantique est un des piliers de la science contemporaine. Et pourtant, il s’agit aussi probablement de la plus<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"jetpack_post_was_ever_published":false,"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[42],"class_list":{"0":"post-5169","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","6":"category-physique","7":"tag-mecanique-quantique"},"jetpack_featured_media_url":"","jetpack_sharing_enabled":true,"post_mailing_queue_ids":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5169","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5169"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5169\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5169"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5169"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5169"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}