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Quelques
éléments sur la Mécanique Quantique |
Cette théorie est la base de notre compréhension fondamentale de la physique et de la chimie à l'exception des phénomènes liés à la gravitation.
Très fortement abstraite, elle utilise un outillage mathématique
de haut niveau dans lequel l'approche probabiliste joue un rôle
essentiel.
Les concepts et les perceptions issus de la mécanique quantique
ne sont pas ceux du "sens commun".
La " manière d'agir " des particules élémentaires
d'écrite par la théorie semblent entraîner des paradoxes
quand on essaye de l' expliquer ou de la traduire en langage courant.
D'une certaine manière, on peut dire que la mécanique quantique
a modifié le sens du mot comprendre en ce qui concerne la physique
fondamentale.
Ce qui valide cette théorie est son extraordinaire pouvoir de
prédiction.
Depuis son origine jusqu' à nos jours ses prédictions expérimentalement
mesurables ont été vérifiées quotidiennement
dans des laboratoires du monde entier avec une précision inégalée
dans n'importe quel autre domaine.
Pour donner une idée du type de précision de la prédiction théorique, voici un exemple: (d'après Richard Feynman )
L'électron possède une grandeur
caractéristique le moment magnétique.
La valeur de cette grandeur peut être prédite et calculée
par la théorie quantique et elle peut aussi être mesurée
expérimentalement.
En comparant les deux chiffres nous avons:
Moment magnétique de l'électron théorique =
1, 001 159 652 140
Moment magnétique de l'électron mesuré
= 1, 001 159 652 193
(avec une incertitude de 10 sur les deux derniers chiffres pour la valeur
du moment magnétique mesuré, et une indétermination
de 27 sur les deux derniers chiffres du moment magnétique théorique
( due à l'indétermination sur la constante de couplage (j))
Cette précision est du même ordre de grandeur
que celle que l'on obtiendrait en mesurant la distance Los- Angeles -
New -York à l'épaisseur d'un cheveu près! (R.P.F.)
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Brève histoire de la mécanique quantique
1900 : Max Planck
montre que les échanges d'énergie entre matière et
rayonnement sont quantifié.(ces échanges ne peuvent se faire
de manière continue).
Les valeurs de l'énergie transférée ne peuvent être
que des multiples de hv ou h represente la constante de Planck
1905 : Albert Einstein à partir de l'effet photo électrique repose l'aspect corpusculaire de la lumière.
1924 : Louis de Broglie généralise la dualité onde corpuscule et montre qu' à chaque particule est associée une onde avec E = hv
1926 : Erwin Schrödinger pose son équation de la fonction d'onde
1927 : Paul Adrien Dirac applique cette fonction d'onde aux particules relativiste
1927 : Niels Borh, Werner Heisenberg et Max Born entre autre posent les fondements de la mécanique quantique.: Interprétation de Copenhague :
1948 : Richard Feynman résout les difficiles calculs de l'électrodynamique quantique.
1970 : Alain Aspect par son expérience sur le paradoxe E.P.R. confirme la non localité de la mécanique quantique.
Le monde quantique peut être considéré comme un vide
dans lequel se créent et se déplacent des particules.
Certaines, les photons, le font à la
vitesse de la lumière.
L' espace dans lequel évoluent ces particules est l'espace temps
relativiste d' Einstein.
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Le vide quantique
Dans l'univers ou dans une structure donnée le vide correspond à l'état d'énergie le plus faible.
Le vide quantique est empli de champs quantiques, de leurs fluctuations peuvent naître des couples de particule - antiparticule.
L'un de ces champs, le(s) champs de Higgs et ses particules associés les bosons de Higgs, permet aux autres bosons (particules vecteur des interactions ) et à la matière d'acquérir d'acquerir leur masse.
Le vide emplit du champs de Higg et de bosons de Higg a une énergie plus faible que le vide vide.
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Actuellement en physique théorique, la méquanique quantique est englobée dans une théorie plus vaste : la Théorie Quantique des Champs
Pour en savoir plus:
A history of Quantum Mechanics
Symétries de Jauge et bosons de Higgs sur Luxorion
Cours et documents du Département de Physique de l' E.N.S.