- http://semsci.u-strasbg.fr/quantic.htm
Le début de ce siècle a vu l'éclosion de trois théories fondamentales en physique: La relativité restreinte en 1905, la relativité générale en 1915 et la mécanique quantique en 1926.
Si la relativité générale se préoccupe du macrocosme, la relativité restreinte et la mécanique quantique se réfère à l'infiniment petit (microcosme).
Commençons par le principe d'incertitude d'Eisenberg
Il affirme qu'on ne peut pas connaître avec précision à la fois la position et la vitesse d'une particule.
Cela n'est pas dû à la limite de notre connaissance .
Si l'on ne peut pas connaître sa position et sa vitesse, c'est parce qu'une particule quantique n'étant pas ponctuelle, n'a pas à la fois une position et une vitesse définies (c'est un autre univers). Les objets quantiques admettent tout un spectre de valeurs pour la position et la vitesse.
Cette limite ne porte pas sur la précision des mesures; elle porte sur la validité des concepts classiques pour une particule quantique.
La " fonction d’onde " détermine la probabilité de présence en un lieu à un instant donné d'une particule.
Le CHAT de SCHRÖDINGER: un chat est placé dans une boîte scellée. A l'intérieur de la boîte, se trouve un pistolet pointé vers le chat, on évalue par exemple les chances pour que le chat reste en vie à 50%. Si on ouvre la boîte on trouvera soit un chat vivant soit un chat mort. Mais avant d'ouvrir la boîte: L'état quantique du chat est un mélange de "chat mort" ou de "chat vivant".
Un chat est enfermé dans une boîte avec un flacon de gaz mortel et une source radioactive. Si un compteur Geiger détecte un certain seuil de radiations, le flacon est brisé et le chat meurt. Selon l'interprétation de Copenhague, le chat est à la fois vivant et mort. Pourtant, si nous ouvrons la boîte, nous pourrons observer que le chat est soit mort, soit vivant.
Comment est-ce possible-
à moitié vivant ou à moitié mort? Alors que le concept classique de la réalité veut qu'un objet possède une histoire unique et bien définie.
Dans la vision quantique, un objet ne présente pas une histoire unique mais toutes les histoires possibles.
Notons que Maïmonide était bien en avance dans l'analyse de ce paradoxe. Dans son livre sur les lois relatives à la techouva Maïmonide (RAMBAM) écrit: Tu pourrais dire que D' sait bien tout ce qui va être , mais avant que cela ne se produise, s'avait-il ou non si un tel serait un juste ou un pervers? Si D' savait qu'il serait juste, c'est impossible qu'il ne le soit pas; mais si tu dis que D' savait qu'il serait juste mais qu'existe l'éventualité qu'il soit pervers, c'est donc que D' ne savait pas exactement!
RAMBAM poursuit: Sache que la réponse à cette question est plus étendue que la terre et plus vaste que l'océan et plusieurs grands principes et "hautes montagnes" en dépendent. Tu dois cependant savoir et comprendre dans ce que je dis que, la connaissance que D' a des choses n'est pas séparée de LUI-MÊME, contrairement à l'homme chez qui, lui et sa connaissance en font deux. Pour D', béni soit Son nom, la connaissance fait partie intégrante de Son essence. L'esprit humain ne peut pas saisir à fond ce concept.
LE VIDE
Même sans atome, l’espace contient toujours " quelque chose ". Le néant absolu n’est pas de ce monde. Le vide est plein d’énergie, de champs et de particules à " l’état virtuel ". Le vide joue un rôle clé en physique. Pour le théoricien, le monde physique peut s’expliquer par 4 forces fondamentales.
La force de gravitation.
La force électromagnétique.
La force nucléaire faible.
La force nucléaire forte
CréditWikipedia Licence Creative CommonsŒuvre personnelle illustrant la dualité quantique : ce cylindre est "à la fois" carré et circulaire… ou ni l'un ni l'autre.
Dualité onde - particule : On ne peut pas voir un visage à la fois de face et de profil – De même en mécanique quantique, ondes et particules sont les deux " faces " sous lesquelles apparaissent les objets quantiques. Ainsi la lumière visible peut se manifester sous l’aspect d’une onde ou celle d’une particule : le photon. De même un électron matériel peut adopter le comportement d’une onde. Si un objet quantique était un cylindre on pourrait le voir par exemple, soit comme un cercle soit comme un rectangle selon l’angle de vision.
En mécanique classique on distingue deux types d’objets : Les particules d’une part et les ondes d’autre part ; La mécanique classique n’admet qu’une seule catégorie d’objet ayant tantôt un comportement " corpusculaire " tantôt " ondulatoire ".
" fonction d’onde " qui détermine la probabilité de leur présence en un lieu à un instant donné.
Le vide absolu n’existe pas dans notre monde. Voilà un résultat de la physique quantique. Le vide est plein d’énergie et de particules à l’état " virtuel ". C’est un vide " plein " , un faux vide ; Le vide peut être perçu comme une " mer " de particules virtuelles porteuses de toutes les interactions entre particules.
Ce serait par la fluctuation de ce vide non vide qui aurait dicté à l’univers son espace-temps propre, ses lois, sa physique et la façon dont s’est brisée l’unité originelle pour engendrer les 4 forces et les particules que nous connaissons. Au départ, les quatre interactions étaient unifiées et la symétrie parfaite. L’univers a dû se refroidir et les symétries se " briser " pour qu’apparaissent les 4 interactions (forces) connues.
La
gravitation maintient les planètes en orbite autour du Soleil. (Échelle non respectée.)La théorie actuelle explique que la gravitation due à la concentration de la matière et qui tend à courber l’espace-temps, s’oppose à l’expansion. L’élément décisif est la densité de l’univers . Si elle est élevée, alors l’espace- temps se courbe , la gravitation l’emporte et l’univers se contracte ; inversement, si l’univers est très peu dense alors cet univers est en expansion.Il n’existe aujourd’hui, aucune théorie capable de marier les effets quantiques et gravitationnels. La relativité générale, qui décrit la gravitation et l’univers à grande échelle, et la physique quantique qui règne dans le monde microscopique, semblent totalement incompatibles. Et pourtant l’univers est issu de ce faux vide quantique avant d’être régi par la mécanique générale.
Le vide est l’état latent de la réalité et la matière son état manifeste.
Il y eut " brisure " du vide dans la lumière (photons) et de la lumière à la matière : Vide- Lumière- Matière.
Auparavant, les physiciens pensaient que le monde était divisé en matière et énergie ; la matière résidait dans les particules et l’énergie dans les champs, qui en interaction avec ces particules provoquent le mouvement. Selon la théorie quantique, l’intensité d’un champ en un point est interprétée comme une probabilité statistique d’y découvrir les " quantons " associés : les particules ; c’est à dire la matière.
Le physicien danois, comme ils disent, David Niels Bohr expliquait que la " matière " est liée au " champ " comme " l’écume " est liée à la " mer " . L’écume est la limite de la mer, comme la matière l’extrémité du champ.
On voit ici deux des plus célèbres équations gouvernant le monde quantique. C'est l'équation de Schrödinger (en haut), célèbre en mécanique quantique, avec en dessous l'une des inégalités de Heisenberg. L'image de fond est celle de particules spiralant dans une chambre à bulles plongée dans un champ magnétique. En bas à droite, un diagramme de Feynman illustre la désintégration bêta d'un neutron (n) en proton (p). © www.wallchan.com
La physique quantique échappe au sens commun. Qui veut y pénétrer doit abandonner toute logique et toute intuition familière.
Car les particules n’ont pas de trajectoire, se trouvent simultanément en plusieurs endroits différents.
Et pourtant la physique classique découle de l’univers quantique. Dans les dernières années certaines expériences essayent d’expliquer le passage du quantique au classique, c’est la Décohérence :
La physique quantique ne connaît ni onde ni particule, mais une seule catégorie " d’objets " qui possèdent certaines propriétés des ondes et d’autres des particules. Ces objets quantiques sont impossibles à imaginer visuellement. Une bonne partie de ces bizarreries quantiques trouve son originalité dans le " principe de superposition ". Les d’un atome ou de tout autre système quantique constitue ce que l’on appelle son " état ". Quand un système a plusieurs états possibles, la somme de ces états est également un état possible. C’est grâce à ce principe essentiel qu’une particule peut occuper plusieurs positions possibles à la fois. Tant qu’on reste dans le domaine quantique, tout va bien.
La difficulté commence lorsqu’on passe dans l’autre monde, c’est à dire le nôtre, le monde macroscopique. Car la superposition des états est impensable dans notre univers classique. Nul n’a jamais vu un objet simultanément dans deux endroits différents. Dès que l’on voudra mesurer l’énergie d’un atome, on ne détectera jamais cette superposition, mais seulement l’une des énergies qui la constituent.
L’action de mesurer fait disparaître la superposition des états, au profit d’un seul. Cette réduction des paquets d’ondes est due à l’interaction du système quantique avec son environnement (ici l’appareil de mesure). Les multiples interactions avec l’environnement entraînent une destruction très rapide des interférences quantiques du système. En détruisant les interférences, l’environnement expérimental supprime les " superpositions d’états " et le comportement quantique du système, de sorte qu’il ne reste plus que des états simples et qu’on retrouve alors le comportement classique de la particule. Ce phénomène a été nommé " décohérence " car c’est la destruction de la cohérence des états quantiques qui élimine les interférences.
Une comparaison : Des vagues sur la mer. La présence d’un très long bateau (plusieurs km) détruit le système des vagues (interférence des ondes) – par comparaison la présence de l’appareillage d’observation ne permet pas de voir le phénomène quantique en évolution mais seulement son résultat. Pour que l’on puisse analyser ces vagues, il faudrait réduire l’appareillage à une caméra fixé un bouchon de liège et qui subirait elle même les flux et reflux des vagues ainsi que leurs interférences.
Le vide sera pour nous le trait- d’union entre la physique et la métaphysique.
http://rabbimeir.chez.com/LA%20MECANIQUE%20QUANTIQUE.htm