Vous êtes vous déjà demandé pourquoi le tableau de Mendeleev avait la taille qu’il a ? Pourquoi contient-il en gros une centaine d’éléments (on en connait 118), plutôt que 10 ou 1000 ou même 10 000 ? Un simple petit calcul permet de l’appréhender. Pour cela, il suffit de se baser sur le modèle de l’atome dit « de Bohr ».
Une nouvelle vidéo à l’occasion de la sortie du film consacré à la vie de Stephen Hawking… https://www.youtube.com/watch?v=Sz-tnYUqkC4
Alors voilà, ça y est. Le prix Nobel de physique vient d’être décerné au boson de Higgs. Ou plutôt à ses deux papas, le britannique Peter Higgs et le belge François Englert. Mis en évidence au CERN en 2012, le boson de Higgs a enfin daigné se montrer, 50 ans après avoir été conjecturé par les physiciens récompensés.
Oui mais voilà, je n’aime pas le boson de Higgs. Oh rien de personnel, mais depuis que j’ai fait sa connaissance (à l’époque de mon master, qui était encore un « DEA ») je n’arrive pas à croire que le boson de Higgs puisse exister.
J’ai déjà failli plusieurs fois écrire ce billet, notamment juste avant l’annonce de sa découverte, en me disant que c’était probablement ma dernière chance avant d’avoir l’air franchement ridicule.
Mais bon tant pis pour le ridicule : même si il existe, voici pourquoi je n’aime pas le boson de Higgs.
La 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 !
Les mathématiciens sont parfois un peu fêlés. En tout cas ils aiment bien essayer de repousser les limites de notre compréhension, quitte à défier le sens commun. Prenez par exemple la somme suivante : 1+2+3+4+5+6+7… et ainsi de suite. Combien vaut cette somme ?
Je pense que n’importe quel écolier censé répondrait « l’infini ». Eh bien oui, mais non. Les mathématiciens ont réussi à prouver que cette immense somme vaut en fait … -1/12 ! Nous allons nous aussi le démontrer, et rassurez vous, dans ce billet on ne va utiliser que l’addition !
Il y a quelques mois, au cours d’un dîner consacré à Votons pour la Science, je discutais avec mes comparses blogueurs Xochipilli et Jean-Michel Courty. La conversation portait notamment sur le buzz associé à l’inévitable boson de Higgs.
Jean-Michel a alors fait remarquer qu’à son avis, il existait d’autres résultats très importants, et dont injustement on ne parlait pas assez.
« – Ah bon ? Quoi ?
– La localisation d’Anderson, par exemple ».
Je dois avouer qu’à ce moment là, je n’avais pas une idée très claire de ce qu’était la localisation d’Anderson, même si ça me rappelait vaguement des conversations de machine à café avec certains de mes collègues de labo.
Pour réparer l’injustice soulevée par Jean-Michel, j’ai décidé de relever le défi et de vous parler aujourd’hui de la localisation d’Anderson, qui a valu à son auteur le prix Nobel en 1977. Pour vous mettre l’eau à la bouche, vous allez découvrir un effet que l’on peut rapprocher de la supra-conductivité, mais à l’envers ! Une sorte de supra-résistivité, donc…
En théorie, il n’y a pas de différence entre la théorie et la pratique. En pratique, il y en a une.
Aujourd’hui nous allons voir ce qui est, à ma connaissance, la plus grosse erreur jamais commise en physique théorique, au moins au sens quantitatif. Elle concerne l’énergie du vide, cette quantité qu’on appelle parfois l’énergie noire.
Si jamais il vous est déjà arrivé de faire un calcul manifestement faux, et d’en être tout honteux : lisez ceci, ça va vous décomplexer !
Depuis l’avènement de la théorie des cordes, on entend souvent que nous vivrions en réalité dans un Univers à 10 dimensions. Mais cette affirmation est trompeuse, et ce indépendamment de la validité de ces théories. En effet le nombre de dimensions de l’espace-temps est une caractéristique du formalisme mathématique utilisé, et ne devrait pas être considéré comme une propriété physique mesurable de l’Univers.
La théorie des cordes
Un des problèmes fondamentaux de la physique théorique du XXIème siècle consiste en l’unification de la théorie de l’infiniment petit, la mécanique quantique, avec celle de l’infiniment grand, la relativité générale.
Cette tâche est extrêmement ardue tant sur la plan du formalisme mathématique qu’en raison des questions conceptuelles qui se posent. La théorie des cordes constitue à ce jour la tentative la plus développée pour réaliser cet exploit.