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La physique quantique est l’étude du comportement de la matière et de l’énergie à l’échelle moléculaire, atomique, nucléaire et même à des niveaux microscopiques plus petits. Au début du XXe siècle, les scientifiques ont découvert que les lois régissant les objets macroscopiques ne fonctionnent pas de la même manière dans des domaines aussi petits.
Que signifie « Quantum » ?
« Quantum » vient du latin et signifie « combien ». Il fait référence aux unités discrètes de matière et d’énergie qui sont prédites et observées par la physique quantique. Même l’espace et le temps, qui semblent être extrêmement continus, ont les plus petites valeurs possibles.
Qui a développé la mécanique quantique ?
Au fur et à mesure que les scientifiques ont acquis la technologie pour mesurer avec une plus grande précision, des phénomènes étranges ont été observés. La naissance de la physique quantique est attribuée à l’article de Max Planck de 1900 sur le rayonnement des corps noirs. Le développement de ce domaine a été réalisé par Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Richard Feynman, Werner Heisenberg, Erwin Schroedinger, et d’autres figures lumineuses du domaine. Ironiquement, Albert Einstein avait de sérieux problèmes théoriques avec la mécanique quantique et a essayé pendant de nombreuses années de la réfuter ou de la modifier.
Quelle est la particularité de la physique quantique ?
Dans le domaine de la physique quantique, l’observation de quelque chose influence en fait les processus physiques qui se déroulent. Les ondes lumineuses agissent comme des particules et les particules agissent comme des ondes (ce qu’on appelle la dualité onde-particule). La matière peut aller d’un endroit à un autre sans se déplacer dans l’espace intermédiaire (appelé tunnel quantique). L’information se déplace instantanément sur de grandes distances. En fait, en mécanique quantique, nous découvrons que l’univers entier est en fait une série de probabilités. Heureusement, il se désagrège lorsqu’il s’agit de grands objets, comme l’a démontré l’expérience de pensée du chat de Schrodinger.
Qu’est-ce que l’intrication quantique ?
L’un des concepts clés est l’intrication quantique, qui décrit une situation où plusieurs particules sont associées de telle sorte que la mesure de l’état quantique d’une particule impose également des contraintes sur les mesures des autres particules. Le paradoxe de l’EPR en est la meilleure illustration. Bien qu’il s’agisse à l’origine d’une expérience de pensée, elle a maintenant été confirmée expérimentalement par des tests de quelque chose connu sous le nom de Théorème de Bell.
Optique quantique
L’optique quantique est une branche de la physique quantique qui se concentre principalement sur le comportement de la lumière, ou des photons. Au niveau de l’optique quantique, le comportement des photons individuels a une incidence sur la lumière sortante, contrairement à l’optique classique, qui a été développée par Sir Isaac Newton. Les lasers sont l’une des applications issues de l’étude de l’optique quantique.
Électrodynamique quantique (QED)
L’électrodynamique quantique (QED) est l’étude de l’interaction entre les électrons et les photons. Elle a été développée à la fin des années 1940 par Richard Feynman, Julian Schwinger, Sinitro Tomonage, et d’autres. Les prédictions de la QED concernant la diffusion des photons et des électrons sont précises à onze décimales près.
Théorie unifiée des champs
La théorie des champs unifiés est un ensemble de voies de recherche qui tentent de réconcilier la physique quantique avec la théorie de la relativité générale d’Einstein, souvent en essayant de consolider les forces fondamentales de la physique. Parmi les types de théories unifiées, on peut citer (avec quelques chevauchements)
Autres noms pour la physique quantique
La physique quantique est parfois appelée mécanique quantique ou théorie quantique des champs. Elle comporte également plusieurs sous-domaines, comme nous l’avons vu plus haut, qui sont parfois utilisés de manière interchangeable avec la physique quantique, bien que la physique quantique soit en fait le terme plus large pour toutes ces disciplines.
Principales conclusions, expériences et explications de base
Premiers résultats
Dualité onde-particule
L’effet Compton
Principe d’incertitude de Heisenberg
Causalité en physique quantique – Expériences et interprétations de la pensée
