APPROCHES VULGARISEES DE
LA MECANIQUE QUANTIQUE
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| Fille de l'ancienne théorie des quanta, la mécanique quantique fixe
un cadre mathématique cohérent qui a permis de remédier à tous les désaccords
entre certains résultats expérimentaux mis en évidence à la fin du XIXe siècle
et les prédictions théoriques correspondantes de la physique classique. La mécanique quantique a
repris et développé l'idée de dualité onde-particule 1introduite par Louis de Broglie en 1924 consistant àconsidérer
les particules de matière non pas seulement comme des corpuscules ponctuels,
mais aussi comme des ondes,
possédant une certaine étendue spatiale (voir Mécanique ondulatoire). Niels Bohr
a introduit le concept de « complémentarité » pour résoudre cet
apparent paradoxe : tout objet physique
est bien à la fois une onde et
un corpuscule, mais ces deux aspects, mutuellement
exclusifs, ne peuvent être observés simultanément[2]. Si l'on observe une propriété ondulatoire, l'aspect
corpusculaire disparaît. Réciproquement, si l'on observe une propriété
corpusculaire, l'aspect ondulatoire disparaît. En 2008,
aucune contradiction n'a pu être décelée entre les prédictions de la mécanique
quantique et les tests expérimentaux associés. Malgré cela, la théorie continue
d'être mal comprise par le public car elle repose sur un formalisme
mathématique abstrait, qui rend son abord assez difficile pour le profane. |
1 ) Introduction
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| Un des grands
problèmes de la physique quantique est de donner des images. En effet, l'être
humain a besoin d'images pour réfléchir, pour retenir. À titre
d'exemple, lorsqu'on ne connaît quelqu'un que par la voix (on l'a eu au
téléphone ou entendu à la radio) et que l'on voit la personne pour la première
fois, on se dit « c'est bien comme cela que je me l'imaginais » ou
bien au contraire « je ne me l'imaginais pas du tout comme
cela » ; notre cerveau a donc construit une image pour désigner cette
personne, bien que l'on ne l'ait jamais vue. Le problème
en physique quantique est que, pour se représenter les objets (particules
élémentaires), il faut faire appel à deux notions : les ondes et les
particules solides. On ne peut se construire des images que par
analogie avec ce que l'on connaît, avec notre expérience quotidienne. Ainsi,
lorsque l'on s'imagine une onde sonore, il nous vient à l'esprit les vagues sur
l'eau ; lorsque l'on s'imagine une particule, il nous vient à l'esprit une
bille. Les deux notions sont donc opposées et incompatibles : |
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