Quantique de Noël

De nos jours, on parle de plus en plus du quantique. Mécanique quantique par ici, physique quantique par là... Même les ordinateurs sont quantiques. Mais qu'est ce que le quantique ?

Mais oui, c'est vrai ça, c'est quoi ?
La physique quantique permet l'étude de l'infiniment petit. L'étude des particules élémentaires (électron, protons, photons, etc ...) qui forme la matière. La physique quantique a vu le jour lorsqu'il est apparu impossible de réaliser ces études à l'aide de la physique classique.

Mais pourquoi n'as-t-on pas pu utiliser la physique classique ? Après tout ça marche très bien non ?
Au niveau macroscopique, c'est à dire à notre échelle, la physique classique est appropriée pour étudier différents systèmes (aérodynamique, gravitation, etc ...). Mais le monde de l'infiniment petit se comporte bien différemment.

Différemment comment ? Pourquoi tu répond jamais totalement aux questions ?
C'est pour faire durer le suspens. Et si tu arrêtais de m'interrompre tout le temps, aussi ! Alors, je disais que l'infiniment petit avait un comportement totalement diffèrent du monde macroscopique.
Par exemple, dans notre univers, nous sommes habitués à des grandeurs continues : le temps, une distance parcourue par un objet, Le volume de liquide dans un verre qu'on remplit. Toutes les grandeurs variables qui nous entourent sont continues. Au niveau quantique, certaines grandeurs, et notamment l'énergie, ne peuvent prendre des valeurs que dans un ensemble discret (l'ensemble des entiers naturels par exemple). Les calculs et les raisonnements sont donc plus compliqués (entre autre parce qu'ils ne sont plus du tout intuitifs).
C'est pour cela qu'on parle des niveaux d'énergies des particules (on reparlera du cas des électrons plus tard).

Et c'est juste a cause de ça que c'est compliqué ?
Entre autre. Mais d'autres paramètres complexifient le problème, et l'étude de l'infiniment petit. Par exemple au niveau quantique, les notions d'ondes et de particules sont confondues. Les particules se comportent à la fois comme des particules et comme des ondes (mise en évidence d'interférences).

Mais comment c'est possible ?
Je t'avais prévenu que c'était compliqué, et pas du tout intuitif. Mais il y a encore pire. Le principe d'incertitude, nous dit qu'il n'est pas possible de mesurer simultanément et avec précision deux grandeurs. Si l'une est précise, l'autre est forcement imprécise et inversement.

Dans ce cas là, pourquoi on fait pas les deux mesures séparément ?
Tout simplement parce que le fait de mesurer une grandeur observable d'un système va modifier ce système. Par conséquent, après la première mesure, il n'est plus possible d'effectuer la seconde, car le système aura été modifié.

Mais c'est un vrai casse tête !
Ce n'est rien de le dire. Et il existe encore d'autres phénomènes qui complexifient l'étude quantique. Une réaction à un endroit précis d'un système peut avoir des répercussions instantanément en d'autres endroit du système. Ça peut paraître étrange, mais les répercutions sont immédiates, alors que l'information n'est pas transmise instantanément.

Et des gens arrivent à travailler dans ces conditions ?
Compliqué, hein ? Il existe encore de nombreux phénomènes étrange lié au monde de l'infiniment petit, comme là contrafactualité. Le principe est simple. Etrange, mais simple : tout évènement qui aurait pu se produire, mais qui ne s'est pas produit, influe sur le résultat de l'expérience.

On peu donc conclure que la physique quantique, c'est comme les règles du rugby, compliquées, et pas du tout intuitive.
Donc ce qu'on retiens, c'est que la physique quantique c'est du rugby ? D'accord.

Comments

[El Jj]

ça, c'est une belle introduction à la physique quantique. Maintenant, il va falloir parler de la dualité onde/corpuscule, des niveaux d'énergie, du chat de Schrodintruc et pourquoi pas de la théorie des cordes...

[abricot]

Et elle sert à quoi concrètement cette quantiqueté ?

[PP?]

Jésus revient,Jésus revient, Jéééésuuus revient parmi les siens... Oups pardon, c'est sorti tout seul :D

Pas mal du tout cette FAQ physico-quantique ! (même si je n'ai de la physique que de vagues souvenirs de terminale - terminale S, mais terminale tout de même, ça ne nous rajeunit pas tout ça !)

[Tipierre]

Les photons font partie de la physique quantique ?

(Faudrait un jour que tu m'explique les photons, parce que moi je me suis arrêté à "La lumière est une onde"...)

[Zetron]

C'est passionant ! Et l'intérêt pour l'informatique c'est que les "atomes" (je sais pas si on appelle ça comme ça) quantiques peuvent transmettre plus d'infos mais le problème actuel c'est qu'au cours du transfert la valeur binaire peut être modifié !
Un ordi quantique serait tellement puissant qu'il pourrait par exemple déjouer en quelques secondes n'importe quel cryptage !