C'est quoi la physique quantique ?

La physique quantique est née au début du XXᵉ siècle, quand on s’est rendu compte que les particules élémentaires de la matière n’avaient pas exactement les mêmes comportements que les corps macroscopiques, comme une pomme ou un moteur.

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Anecdotes en relation

Cette anecdote n'a pas de relations.

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TybsXckZ

TybsXckZ

Pour préciser, Planck va conjecturer que les échanges d'énergie dans la matière sont mesurables par « paquets » de petites quantités qu’il appellera les « quanta ». Cela donnera le nom de théorie des quanta, littéralement qui fonctionne par paquet de quantités discontinues. Cette théorie donnera plus tard la mécanique quantique puis la physique quantique qui regroupe l’ensemble des théories sur le sujet du comportement de l’infiniment petit. Anecdote dans l’anecdote : il existe au même titre que la chimie et la physique, la chimie quantique et la physique quantique. Certains processus chimiques ne peuvent se décrire précisément qu’avec l’équation de Schrödinger par exemple. Un chimiste spécialiste de la chimie quantique est un quantochimiste.
Cinetrium

Cinetrium

Pour répondre un peu aux questions posées dans les commentaires : - le monde quantique (au sens "infiniment petit") est régi par le hasard, mais d'une manière que l'on peut tout de même décrire, et c'est ça le point important qui donne à la physique quantique un pouvoir prédictif (par exemple il y a 40% de chance qu'une particule ait telle propriété et 60% qu'elle ait la propriété inverse). Et même si ces descriptions sont issues de prédictions théoriques, on peut les vérifier expérimentalement, ce ne sont donc pas de simples hypothèses. Cependant, ça ne veut pas dire que le monde est régi par des lois aléatoires, car à notre échelle on observe uniquement des moyennes de ces lois aléatoires, et la description du monde devient déterministe car il est constitué d'un très grand nombre de particules et il en émerge des théories dites "effectives", que l'on obtient en moyennant des théories de plus bas niveau - dans l'exemple précédent, on peut voir cela comme la superposition de 2 états (notre particule est à 40% dans un état et à 60% dans l'état inverse), et c'est lorsqu'on mesure cet état qu'il va se fixer dans 40 ou 60% des cas dans tel ou tel état - quand on dit que l'intrication permet à deux particules à de années-lumières d'interagir, on n'a effectivement pas pu le tester sur de telles distances. L'idée est de prendre deux particules intriquées (dont les états comme décrits dans le point précédent ne sont pas indépendants), de les éloigner sur de grandes distances, et de fixer l'état de l'une des particules avec une mesure. On remarque que fixer l'état de l'une des particules fixe instantanément l'état de l'autre, et le fait de les éloigner n'a pour but que de s'assurer que le côté "instantané" n'est pas dû à une erreur de mesure. En effet, si l'état des deux particules se fixe dans un intervalle de temps de l'ordre du millionième de seconde par exemple (à cause de l'erreur de la mesure) et que nos particules sont à des distances de l'ordre du kilomètre, alors on sait que l'information transmise d'une particule à l'autre aurait dû voyager plus vite que la lumière, ce qui n'est pas possible, donc on en déduit que le phénomène a été instantané. Puisque il est instantané, il n'y a pas d'information à proprement parler qui voyage d'une particule à l'autre (car la vitesse de l'information est bornée par la vitesse de la lumière), on considère donc que les particules intriquées forment un système fermé, peu importe la distance à laquelle elles se trouvent l'une de l'autre. Si on extrapole que ce phénomène est inchangé si on reproduit l'expérience avec des distances de l'ordre de l'année-lumière c'est parce qu'aucune loi ne nous indique de distance limite pour ce phénomène, l'extrapolation n'est donc pas problématique ici. - je veux bien comprendre que l'on décide de "croire" uniquement ce que l'on voit, mais notre expérience personnelle est limitée, et ces phénomènes, les physiciens ont pu les observer via des expériences. Étant donnée la rigueur de leurs protocoles je pense qu'on peut leur faire confiance, même si on ne l'a pas vu à titre individuel. À ce stade il ne s'agit plus de "croyances", mais de connaissances, car la physique quantique a été largement testée, on ne peut donc pas dire que l'on croit la physique quantique car on l'a vue, mais que l'on sait que la physique quantique est correcte car elle a été testée. Je préciserai quand même que ces connaissances ne sont pas immuables et absolues, elles peuvent changer, il y a par exemple fort à parier que la physique quantique est elle-même une théorie effective issue d'une théorie à plus bas niveau et qui intégrerait la gravitation, mais cela ne veut pas dire que la physique quantique est fausse dans le domaines d'énergie dans lequel on sait qu'on peut l'appliquer, tout comme la gravitation de Newton n'est pas fausse à basse énergie même si on sait aujourd'hui qu'il s'agit d'une approximation de la relativité générale.
Zyrkork

Zyrkork

Je ne sais pas pour vous, et malgré plusieurs lecture, je nai toujours pas compris ce qu'était la physique quantique, une explication pour les nuls o_O svp ?

Tous les commentaires

JohnTheBaptist

JohnTheBaptist

Interessant l'intrication - meme si aucune information utile ne peut aller plus vite que la lumiere, il semble y avoir une sorte de message qui arrive instantanement de la particule excitée a la particule lointaine, meme si impossible a deceler en n'observant que la particule lointaine. fascinant.
Faux_administrateur

Faux_administrateur

À noter qu’il est prouvé que les probabilités (de positions, vitesses, etc.) ne sont pas des approximations pour décrire quelque chose que l’on ne connaîtrait/comprendrait pas encore parfaitement. Il est très clair que la physique quantique repose exactement sur ces probabilités, ce ne sont pas des « bouche-trous » en attendant la prochaine découverte scientifique.
Pachito

Pachito

J'ai lu l'anecdote en ayant le voix d'Étienne Klein en tête ! Ceux qui ne le connaîtraient pas, je vous recommande chaudement d'aller écouter ses multiples interventions et interviews, c'est fascinant !
BlackzFR

BlackzFR

Article et commentaires passionnants ! J’ai visionné pas mal de vidéos de vulgarisation sur le sujet, et je le trouve toujours aussi fabuleux bien que (très) loin au delà de mes compétences. J’aimerais revenir sur l’exemple du verre de rhum : si j’ai bien lu, tu ne vois pas le verre donc il peut se trouver soit dans la bibliothèque soit dans le frigo (on reparlera de cette faute de goût une autre fois). En vérifiant tu fini par le retrouver et donc déterminer où il se trouvait (d’ores et déjà). Il me semblait pourtant avoir compris qu’en physique quantique, le verre est À LA FOIS dans la bibliothèque ET dans le frigo. Et que l’étape de vérification (la mesure) force le verre à se « matérialiser » dans l’un ou l’autre de ces endroits, selon un taux de probabilité (dans cet exemple très précis, 99% dans la bibliothèque et 1% dans le frigo). Donc : ici OU là ≠ ici ET là Est-ce que l’un d’entre vous saurait me clarifier ça ?
Utilisateur supprimé#123268451

Utilisateur supprimé#123268451

PS : navré du hors sujet mais encore une fois j'étais déconnecté de l'application, apparemment depuis un moment sans que j'en sois au courant... (J'avais voulu commenter > connexion nécessaire) On dirait qu'il y a une sorte de timeout. Si jamais Philipe lira ce message.
fazou94

fazou94

Cf Science étonnantes sur youtube : "la gravité quantique à boucles", pour expliquer une théorie du tout (pont entre la gravité (Macro) et la mécanique quantique (Micro))
Bolek

Bolek

Peut-être que nous, humains, sommes la physique quantique de quelque-chose bien plus immense que nous... Imaginez juste un peu!
jameron

jameron

Mercie
Sragilesk

Sragilesk

Il existe aussi des interprétations déterministes de la physique quantique. La plus connu du grand publique qui est une interprétation non déterministe est l'interprétation de Copenhague. Mais il y en a plusieurs autres comme l'interprétation de De Broglie-Bohm par exemple. D'ailleurs il me semble qu'il y avait eu un sondage auprès de chercheurs en physique quantique pour savoir à quelle interprétation ils adhéraient le plus et, même si elle obtenait la plus grande proportion d'avis, l'interprétation de Copenhague ne raliait pas 50% des experts.
CarlosSantos

CarlosSantos

ScienceClic a fait une vidéo YouTube très complète sur la théorie de Cordes. Une des théories les plus prometteuses (avec la gravitation quantique à boucles) pour unifier la Physique Quantique et la Relativité Générale. Je vous mets le lien : https://youtu.be/f0e-Soo1qFQ
protecdylan

protecdylan

Les postulats de la mécanique quantique ont toujours été un peu étrange pour moi, ils sont très mathématiques et j’ai un peu de mal à voir la physique qui s’y cache. Notamment que vient faire la réduction d’endomorphisme ici ? Mais bon ce sont des postulats, leurs applications n’ont jamais été mis à défaut par l’expérience. Mais si quelqu’un a des connaissances historiques sur le sujet, qu’est-ce qui a motivé ces postulats ? Postulat 1: La connaissance de l’état d’un système quantique est complètement contenue, à l’instant t, dans un vecteur de l’espace des états (espace de Hilbert). Vecteur noté sous la forme d’un ket |ψ(t)> Postulat 2: À toute propriété observable correspond un opérateur hermitien. Postulat 3: La mesure physique d’une grandeur physique représentée par une observable A ne peut donner que l’une des valeurs propres de A. Le postulat 4 donne la probabilité de mesurer une valeur propre donnée en prenant le module au carré du produit scalaire du vecteur propre associé et du vecteur d’état. Postulat 5: La mesure modifie l’état du sytème quantique de manière à faire disparaître les probabilités qui ne sont pas réalisées. Postulat 6: L’évolution dans le temps du système quantique est régie par l’équation de Schrödinger. https://fr.m.wikipedia.org/wiki/Postulats_de_la_mécanique_quantique https://www.techno-science.net/definition/8038.html
Nigenielec

Nigenielec

Je ne suis pas du tout spécialiste. En gros: la physique quantique régit ce qui se passe à l'échelle des atomes. A notre échelle, les choses sont continues comme la vitesse ou la taille des objets. A l'échelle des atomes ce n'est plus vrai: Un atome ne peux pas avoir 1,5 electrons par exemple. Concernant les lois qui s'appliquent à cette échelle je trouve que c'est intéressant de le comparer à ce dont on a l'habitude. Un objet lâché d'une certaine hauteur tombe vers le sol mais pourquoi ? Pourquoi ne pourrait il pas se teleporter comme le peuvent les électrons ? Une expérience qui illustre la dualité onde corpuscule des photons consiste à éclairer un trou relativement fin d'un peu loin. De la lumière apparaît de l'autre côté mais pas uniquement en face du trou comme on aurait pu s'y attendre si la lumière se comportait ''en rayon''. L'onde de lumière s'est diffractée sur les bords du trou et la ''tache'' qui apparaît n'est pas parfaitement circulaire.
Cinetrium

Cinetrium

Pour répondre un peu aux questions posées dans les commentaires : - le monde quantique (au sens "infiniment petit") est régi par le hasard, mais d'une manière que l'on peut tout de même décrire, et c'est ça le point important qui donne à la physique quantique un pouvoir prédictif (par exemple il y a 40% de chance qu'une particule ait telle propriété et 60% qu'elle ait la propriété inverse). Et même si ces descriptions sont issues de prédictions théoriques, on peut les vérifier expérimentalement, ce ne sont donc pas de simples hypothèses. Cependant, ça ne veut pas dire que le monde est régi par des lois aléatoires, car à notre échelle on observe uniquement des moyennes de ces lois aléatoires, et la description du monde devient déterministe car il est constitué d'un très grand nombre de particules et il en émerge des théories dites "effectives", que l'on obtient en moyennant des théories de plus bas niveau - dans l'exemple précédent, on peut voir cela comme la superposition de 2 états (notre particule est à 40% dans un état et à 60% dans l'état inverse), et c'est lorsqu'on mesure cet état qu'il va se fixer dans 40 ou 60% des cas dans tel ou tel état - quand on dit que l'intrication permet à deux particules à de années-lumières d'interagir, on n'a effectivement pas pu le tester sur de telles distances. L'idée est de prendre deux particules intriquées (dont les états comme décrits dans le point précédent ne sont pas indépendants), de les éloigner sur de grandes distances, et de fixer l'état de l'une des particules avec une mesure. On remarque que fixer l'état de l'une des particules fixe instantanément l'état de l'autre, et le fait de les éloigner n'a pour but que de s'assurer que le côté "instantané" n'est pas dû à une erreur de mesure. En effet, si l'état des deux particules se fixe dans un intervalle de temps de l'ordre du millionième de seconde par exemple (à cause de l'erreur de la mesure) et que nos particules sont à des distances de l'ordre du kilomètre, alors on sait que l'information transmise d'une particule à l'autre aurait dû voyager plus vite que la lumière, ce qui n'est pas possible, donc on en déduit que le phénomène a été instantané. Puisque il est instantané, il n'y a pas d'information à proprement parler qui voyage d'une particule à l'autre (car la vitesse de l'information est bornée par la vitesse de la lumière), on considère donc que les particules intriquées forment un système fermé, peu importe la distance à laquelle elles se trouvent l'une de l'autre. Si on extrapole que ce phénomène est inchangé si on reproduit l'expérience avec des distances de l'ordre de l'année-lumière c'est parce qu'aucune loi ne nous indique de distance limite pour ce phénomène, l'extrapolation n'est donc pas problématique ici. - je veux bien comprendre que l'on décide de "croire" uniquement ce que l'on voit, mais notre expérience personnelle est limitée, et ces phénomènes, les physiciens ont pu les observer via des expériences. Étant donnée la rigueur de leurs protocoles je pense qu'on peut leur faire confiance, même si on ne l'a pas vu à titre individuel. À ce stade il ne s'agit plus de "croyances", mais de connaissances, car la physique quantique a été largement testée, on ne peut donc pas dire que l'on croit la physique quantique car on l'a vue, mais que l'on sait que la physique quantique est correcte car elle a été testée. Je préciserai quand même que ces connaissances ne sont pas immuables et absolues, elles peuvent changer, il y a par exemple fort à parier que la physique quantique est elle-même une théorie effective issue d'une théorie à plus bas niveau et qui intégrerait la gravitation, mais cela ne veut pas dire que la physique quantique est fausse dans le domaines d'énergie dans lequel on sait qu'on peut l'appliquer, tout comme la gravitation de Newton n'est pas fausse à basse énergie même si on sait aujourd'hui qu'il s'agit d'une approximation de la relativité générale.
Minas

Minas

Je suis un peu comme St Thomas, j'ai du mal à croire en ce que je ne vois pas. Dans l'anecdote est écrit qu'une particule peu en influencer une autre distante de plusieurs années lumières. Est-ce que se sont des suppositions, est-ce que ça a été calculé ? Personne n'a été à l'autre bout pour le vérifier. Ils disent aussi qu'il subsistera toujours des incertitudes. Est-ce que la physique quantique n'a pas été créée pour essayer d'expliquer n'inexplicable ? Mais ce n'est pas parce que j'ai du mal avec tout ça que j'affirme que ça n'existe pas, mais simplement que ça dépasse et de loin les capacité de ce que je peux comprendre.
TybsXckZ

TybsXckZ

Pour préciser, Planck va conjecturer que les échanges d'énergie dans la matière sont mesurables par « paquets » de petites quantités qu’il appellera les « quanta ». Cela donnera le nom de théorie des quanta, littéralement qui fonctionne par paquet de quantités discontinues. Cette théorie donnera plus tard la mécanique quantique puis la physique quantique qui regroupe l’ensemble des théories sur le sujet du comportement de l’infiniment petit. Anecdote dans l’anecdote : il existe au même titre que la chimie et la physique, la chimie quantique et la physique quantique. Certains processus chimiques ne peuvent se décrire précisément qu’avec l’équation de Schrödinger par exemple. Un chimiste spécialiste de la chimie quantique est un quantochimiste.
Zyrkork

Zyrkork

Je ne sais pas pour vous, et malgré plusieurs lecture, je nai toujours pas compris ce qu'était la physique quantique, une explication pour les nuls o_O svp ?
legalreporter

legalreporter

J'ai toujours eu du mal avec le principe de la physique quantique : est-ce que notre monde est régi par le hasard ? Et si c'est le cas, comment pouvons-nous tirer des lois physiques qui se vérifient tout le temps ?