CONCEPT DE LA PHYSIQUE QUANTIQUE

 

La physique quantique et la théorie de la relativité représentent les deux plus grandes avancées conceptuelles de la physique du XXe siècle.

Les théories dites « quantiques » décrivent le comportement des atomes, des noyaux, des particules élémentaires, etc. Cette physique explique le monde de l'infiniment petit, contrairement à la physique "Newtonienne", qui explique physiquement le monde à l'échelle macroscopique.

Ces deux mondes sont en fait complémentaires !

 

La physique quantique n'a jamais été mise en défaut par aucune expérience, elle permet d'interpréter et de prévoir une multitude de phénomènes comme par exemple: le rayonnement électromagnétique, la radioactivité, la supraconductivité, l'existance de nouvelles particules, etc. ..., sans oublier les applications technologiques liées à la mécanique quantique tel que le semi-conducteur, le laser, le microscope électronique, la résonnance magnétique nucléaire, etc. ...

 

Les particularités du monde quantique:

 

• L'univers est constitué à 99,99999% d'espace vide. Il n'y a quasiment pas de matière, contrairement au monde physique matériel classique. Ce vide renferme en réalité de l'énergie. La constante de Planck semble être l'élément le plus petit correspondant à 1,616 10‾³³ cm avec une masse de 10‾⁵ g, le nombre de fluctuations d'énergie dans 1cm³ de cet espace est alors de 10⁹³ g/cm³. Cela affirme donc qu'il y a plus d'énergie dans 1cm³ d'espace (10⁹³ g/cm³) qu'il n'y en a dans toute la matière de l'Univers qui est de 10⁵⁵ g/cm³. Alors que le monde matériel représente 0,0000001% de ce qui existe, et que c'est principalement la partie que nous occupons... 

Fondamentalement, cet espace est rempli de fluctuations d'énergie, source de toute réalité !

 

• Les seules particules présentes dans cet espace ne sont pas solides mais possèdent une double nature: elles sont à la fois matière et énergie ondulatoire (fluctuations énergétiques), c'est le principe de la dualité onde-corpuscule. Lorsque la particule se comporte comme une onde, elle n'est plus localisable dans l'espace, elle est à la fois présente en tout point et nul part à la fois, son existence est alors définie en terme de "champs de probabilité". 

 

• Contrairement à la théorie d'Einstein selon laquelle aucun objet ne peut se déplacer à une vitesse plus rapide que celle de la lumière, les expériences montre à un niveau subatomique appelé "Sauts Quantiques", qu'un objet disparaît d'un endroit pour se rematérialiser instantanément à un autre endroit.

 

• Enfin, dans le monde quantique, le temps et l'espace, fondements de notre monde physique, sont remplacés par un concept tout autre, celui de l'enchevêtrement quantique. Dans cet enchevêtrement, "tout se touche tout le temps", a tel point que lorsqu' un objet est modifié, l'ensemble de l'Univers s'en trouve affecté au même moment, instantanément.

 

Notre corps physique n’est autre qu’un champ électromagnétique qui vibre à une fréquence propre.

HISTOIRE DE LA PHYSIQUE QUANTIQUE

 

1900: Max Planck explique le lien entre matière et énergie, sous une forme discontinue de cette dernière. C'est la première évocation du Quantum d'energie. 

 

1905: Albert Einstein confirme l'idée en imaginant que la lumière est composée d'énergie représenté sous forme de "grains" appelés quanta lumineux (ensuite appelé "photon" en 1926 par Gilbert Newton Lewis).

 

1912-1917: Robert Milikan passe son temps à contrer les idées d'Einstein sur la théorie corpusculaire de la lumière et l'effet photoélectrique en émettant l'hypothèse et présentant la lumière de nature ondulatoire. Ces résultats mènent aussi à la détermination expérimentale de la constante de Planck (h). Cette constante est censée être la plus petite chose de l'univers (elle représente la distance effectuée par un photon pour se traverser lui-même).

 

1913: Niels Bohr applique à l'atome le concept quantique en proposant un nouveau modèle atomique où les positions des électrons autour du noyau sont discontinues et prévisibles. De ce concept en découle la classification périodique des éléments de Mendeleïev.

 

1923: Louis de Broglie défend l'idée selon laquelle certaines particules pourraient avoir les mêmes propriétés que les ondes, généralisant ainsi la dualité onde/corpuscule.

 

1925-1926: Heisenberg, Schrodinger et Dirac aboutissent à de nouvelles théories quantiques et confirment qu'il est impossible de déterminer conjointement la vitesse et la position d'une particule, étant donné qu'un observateur, par sa simple présence, influence sur le comportement de celle-ci.

 

1926: Max Born prétend que la mécanique quantique répond aux lois des probabilités en indiquant que l'électron présent dans l'atome d'hydrogène ne se situe pas en un endroit donné mais occupe probablement des zones privilégiées de présence.

 

1927: Heisenberg confirme le principe d'incertitude quant à la mesure simultanée de la position et du mouvement d'une particule.

 

1932: Einstein, Podolsky et Rosen supposent que deux particules corrélées conservent leur informations au-delà de leur séparation. Si une des particules subit une modification, l'autre la subit également de manière instantanée, et cela quelle que soit la distance qui les sépare.

 

L'ensemble de ces phénomènes semble toujours incontestables, et la recherche se poursuit ...