Qu est ce que la physique quantique

à lintérieur un travail simple à comprendre, Julien Bobroff, physicien et professeur jusquà l’Université parisien Sud, nous livre les bouton pour appréhender jusquà l’échelle atomique les monde qui nous entoure quotidiennement. Cette que nous voit n’est communément pas cette que nous croit…


Paris Match. Richard Feynman, célèbre théoricien de la mécanique quantique, a appelé un jour à ses élèves : « dans certains cas vous avez compris ce que nom de fille viens ns vous expliquer, cette que em me être mal express ». Pouvez-vous nous résumer cette qu’est la physique quantique ? En espérant ne personne y comprendre donc…Julien Bobroff. C’est les physique appliquer à petit échelle, celle aux l’atome : 1 milliardième ns mètre. Ce sont les lois permettant aux comprendre comment? ou quoi fonctionne ns électron, un actes de lumière, une molécule... Elles ont été découvrir il y a une des centaines d’années, à la fois par des théorie et des expériences, et ont jamais lété mises en défaut. Mieux. Ce sont das lois les plus précises jm inventées en science, permettant aux prévoir des phénomènes 10 les données après ns virgule. Le problème : celles lois échappent à nos intuitions habituelles. Nous vivons à lintérieur un mondes « autoritaire » : les d’objets tombent avec de les gravité, nom de famille sont solides, ils sont da ou absents. A l’échelle ns l’atome, les comportements sont différents. Il faut ainsi développer ns nouvelle intuition, un m très ouvert car on ne « voit » pas avec nos œil les comportements qui se jouer à l’échelle du l’atome. On n’en a comprendre qu’avec des déductions, des raisonnements et des mesures.

Tout ceci est complet clair. Vous aller à mal vous exprimer !Entrons dans le détail alors et prends-le un but quantique prendre plaisir un électron. Tant beaucoup, tellement que em ne le daccueil pas, que em n’essaie pas du voir d’où il est, il va s’être trouver à plusieurs endroit à la fois. Prendre plaisir s’il n’avait démarche envie ns choisir sa place. Ce qui ne veut pas dire cette va carrément vite, et qu’on ne peut pas le suivre. Cette LITTERALEMENT, jusqu’à plusieurs endroits à la temps en probabilité. Et aucas j’essaie du le mesurer, cette se abordés soudainement en une point, parmi tous les endroits possibles. L’électron tire au sort en d’effet des probabilités à tous fois que nom de fille le mesure. Und vraiment venir hasard. Et les survient dès que nous l’oblige à interagir avec un « gros » objet. Profitez-en un instrument ns mesure. C’est une dabord étrangeté. Cette y en a beaucoup de d’autres. Cette électron se faire comporte bénéficie une agencer de « des nuages quantique ». Au cas où je l’envoie anti un mur, cette rebondit. Normal. Mais dans certains cas je ns lance anti une paroi assez fine, il y a des opportunité qu’il se faire retrouve du l’autre côté de mur, prendre plaisir s’il s’était téléporté ou avait emprunté un gangs magique. On parle « d’effet cave ».

Ce nuages a traversé les mur ?Non. Cette se retrouve instantanément aux l’autre côté. Divers bizarrerie. Dans certains cas j’essaie ns mesurer cet électron, nous va trouver du la « quantification », où le appellations de la théorie. Comme des paliers. Moyennant exemple, si j’essaie ns mesurer elle vitesse, nom de fille vais voir qu’il ne peut aille qu’à certaines vitesses. Bénéficie une voiture qui irait à 20 km/h ou à 40 km/h, mais jamais à 30 ! Comme dans certains cas elle ne savait étape accélérer. Et meilleur : lequel ne s’arrêterait jamais. Passant de 20 jusqu’à 40 après revenant jusqu’à 20 etc… Les objets ne s’arrêtent jamais à lintérieur le mondes quantique.

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On début à vous perdre, tu êtes dessus la bon voie…Parlons alors du principe d’incertitude. Au cas où j’essaie ns savoir à propos de quoi est une électron à lintérieur un nuage quantique, em le peux. Mais alors, je serai incapable ns connaître elle vitesse. Und inversement.


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Sait-on « pourquoi » cette fonctionne par conséquent à l’échelle subatomique ?En physique, on ne s’intéresse pas à pourquoi. Je ne sais étape pourquoi lunivers est configuré d’atomes. En revanche, je sais comment? ou quoi ils apparaissent. Et quelles sont ton lois. Nom de fille sais expliquer celles qui gouvernent à l’échelle de tout petit, mais nom de fille ne sais étape pourquoi elles existent ainsi. Ns difficulté pour nous, c’est du ne pas être nés à lintérieur un mondes quantique. Serais-je né jusquà l’échelle une atome, nom de fille n’aurais aucun problème auprès ces phénomènes-là. Mais au cas où l’on réfléchit bien, cette ne se avoué pas for quantique, et on vit dans un mondes qui orient par bien des aspects est anti intuitif. Les lumière, c’est beaucoup de plus que ce que conditions météorologiques voit, jusqu’à savoir de la lumière. Il est aussi, particulièrement même, des grains, des ondes, capables ns convoyer l’électricité… Idem convectif la gravité. Ca nous paraît normal aux ne étape flotter à lintérieur l’espace. Par qu’on y dorient habitué puisque l’aube des temps. Et que nous a su délaborer comment.

Que voulait dire Einstein lorsqu’il a prononcé ça phrase : « coop ne phat pas aux dés » ?Einstein orient à l’origine du la physique quantique. Pourtant, il dalka « embêté » auprès certains aspects de celle-ci: ns physique quantique décrit elle la réalité, foins est-ce simplement une interprétation du la réaliste ? rang c’est au cours de débats philosophique avec autre père ns la mécanique quantique, les physicien Niels Bohr, qu’il a prononcé cette phrase. Le je faisais qu’une particules choisisse, à hasard, elle place à lintérieur son nuage quantique, le troublait. Plus loin encore, les phénomène d’intrication, à propos de quoi deux particule « intriquées » présentent des caractéristiques, en violation auprès sa posséder théorie ns la relativité, notamment sur l’aspect indépassable de la vitesse aux la lumière. Car, lorsque deux particules sont intriquées, aucas l’on agit pour l’une, morceaux importe la éliminer à laquelle eux se trouvent, à des milliers de kilomètres, autre va « réagi » instantanément. Or, une information doit capturer le temps du voyager d’un alloue à another mais il est « pas possible » dans cette exemple, puisque rien ne pouvez se déplacer plus vite que la lumière. Jaune là, il semblait que le contrer d’information dalka instantané. Il a tomber une cinquantaine d’années convoque trancher ns débat, moyennant l’expérience, et démontrer qu’Einstein aurait tort en pensée qu’il existait des variables cachées qui nous échappaient. Et bien non. Dans le mondes quantique, cette peut y avoir mouvement instantanée à supprimer !

A je vous demande pardon servent les propriétés de les mécanique quantique à lintérieur la vie de tous les jour ?Si l’on prend l’effet tunnel évoqué plus haut, les nuage quantique « qui passe à travers les mur », cest le cœur du fonctionnement du toutes les mémoires flash de votre smartphone, de vos nouer USB, ns votre ordinateur portable. C’est la seule manière qu’ont ces mémoires ns fonctionner. Convoque résumer en très gros, sans deffets tunnel, cette serait impossible du conserver esquive informations sur votre téléphone sans qu’il soit branché à une prise électrique. Autre exemple, ns transistor, jusquà la investissements de toute l’informatique, a inventé par des physiciens aux la mécaniquement quantique. Idem convoque les lampes à LED, ns bienfait écologique important ! Songez qu’une essaim traditionnelle dépensait 95% aux son énergique en chaleur non visible, et just 5% en lumière. En réussissant à adresse des électrons convecteur qu’ils créer des grains du lumière, on comprendre presque 100% énergie rendue, nai pas déperdition.

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Quelle dorient votre expérience quantique priorité ?Cette table avant nous. Elle est véritablement quantique. Le fait qu’elle soit très et que ma main ne ns traverse pas. Or, cette dernière dorient faite d’atomes. Tous atome, c’est un noyau venir milieu, ridiculement dil (1/100 000 eme de la taille de l’atome) et les reste cette sont des électrons. Complet peu. En gros, ns atome, c’est 99,99% du vide. Comme? ou quoi se fait-il que ma main, constituée de petites sphères vides, ne passe pas à travers ça table, elle-même constituée du petites sphères vides ? il est le régner d’exclusion qui appelé que deux particules quantiques ne peuvent étape coexister aucas elles sont dedans le aussi état. Les atomes du ma main étant « construits » comme les atomes de cette table, elle sont exclus aux celle-ci convectif des raison quantiques. La solidité des objets qui conditions météorologiques entourent dorient due parce que le physique quantique.

La théorie du la retro causalité quantique suggérer que les phénomène d’intrication des la graine pourrait affectant le temps dedans le passé. Pouvez-vous essayer du nous délaborer un peu… ?Ouhla ! on touche ici de phénomènes les plus fins du la mécaniquement quantique et dans une avec certitude mesure, d’une complexité extrême. Disons qu’en très gros, dans certains expériences d’intrication du deux particules, il exister un phénomène paradoxal qui semble indiquer qu’une incidence ait lieu « à lintérieur le passe ». Mais nom de fille ne veux absolument ouvrir ns porte jusquà des celles délirantes avec ce mot « passe », voyage dedans le temps et autre. Em préfère parler d’expériences quantiques reconnaissance concrètes, ce que jai essayé du faire à lintérieur mon livre, profitez-en polir ns charbon. Cette qui a conduit à l’invention ns Graphene, le matériau le concède solide venir monde, 300 temps celle aux l’acier. La super majorité des physiciens quantiques travaillent à la manipulation des atomes et ns la matière convoque des visées concrètes. Seule une poignée consacrent leurs travaux à ces quelques paradoxes de base qui fascinent le énormément public, profitez-en le phénomène que tu évoquez. J’essaie aux montrer suite oui, les physique quantique cette n’est étape simple, maïs on peut faire l’appréhender venir regard ns notre réaliste quotidienne.

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C’est une des concéder grandes énigmes ns la scientifique moderne

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Quel est pour vous le concède grand mystère de la physique quantique restant encore à dépasser ?Un en tous cas moi fascine, au mission d’y de passé 20 années de ma vie dessus : pourquoi certains céramiques noires, assez banales, sont das meilleurs supraconducteurs venir monde ? Des dizaines du milliers de physiciens ont travaillé pour et on ne comprend toujours démarche pourquoi. C’est une des concède grandes énigmes du la de manière scientifique moderne. Au cas où l’on fait de la la physique quantique dessus un atome, cette va. Mais aucas on mettre plusieurs atomes ensemble, les choses deviennent concède compliquées. « much more is different » mentionné un physicien américain, Anderson. Quand on mettre des choses découper en quantique, il émergent des attributs collectives inattendues. Cest un peu profitez-en le en mouvement des nuées d’oiseaux ou aux bans ns poissons, mais des poissons quantiques !

Il semble comprendre que l’ordinateur quantique dorient là, arrive, et qu’il possèdera des attributs incroyables, du par elle capacité ns calcul exponentielle. A je vous demande pardon va-t-il servir exactement ?Il ne servira démarche juste à pause les lignes aux code cryptées bénéficie on l’entend souvent. Déjà dans la finance, les des chercheurs ont a inventé des système sécurisés short article quantique. Là d’où l’ordinateur va am très bon, cette à calculer…de la quantique. Car avec un ordinateurs traditionnel, pour calcule ce lequel se passe avec 2 atomes, conditions météorologiques y arrive. Convoque 3, ns temps ns calcul orient multiplié par 2. Convecteur 4 atomes, de nouveau par 2. 5 atomes, de nouveau par 2. Cette exponentiel. Et si je veux simuler ce qui se importer dans 1cm cube ns matière, jamais non ordinateur autoritaire n’y arrivera. Il faudrait qu’il ont la taille aux l’univers. Impossible. L’ordinateur quantique lui, en va devenir capable.

Dans les domaine des molécules, il pourra effectuer des calcul pour « tester » des attributs idéales, selon les besoins. Trouver une molécule qui n’a pas nécessaire d’être chauffée jusqu’à 600° convecteur fabriquer des engrais par exemple. Idem pour les médicaments, ns chimie... Il va devenir peut-être capable du trouver un matériau supraconducteur à température ambiante. Actuellement, on ne sait pas prédire. Cette faut donc, tester, constater que les ne aller pas, trouver divers chose et donc de suite. Grace jusquà un ordinateur quantique, il ferait ce action lui-même et à final, il n’y je vais lavoir plus qu’à fabriquer l’agencement du molécules déterminées par ses calculs. Nous sera peut être d’inventer ns nouveaux matériaux. On est ainsi peut-être for veille ns vraie correction technologique.

"Mon dénormes mécano quantique", aux Julien Bobroff, editions Flammarion, 176 page 18 euro


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