Quand les expériences de pensée deviennent réellesLe monde est fait d’atomes qui émettent, absorbent et diffusent la lumière, véhicule essentiel de l’information que nous recevons de notre environnement.La théorie quantique a dévoilé, au début du siècle dernier, les lois étranges auxquelles obéissent à l’échelle microscopique la matière et le rayonnement, dans un monde contre-intuitif où les notions d’onde et de particule se mêlent intimement. La lumière est à la fois une onde continue et un...
Quand les expériences de pensée deviennent réellesLe monde est fait d’atomes qui émettent, absorbent et diffusent la lumière, véhicule essentiel de l’information que nous recevons de notre environnement.La théorie quantique a dévoilé, au début du siècle dernier, les lois étranges auxquelles obéissent à l’échelle microscopique la matière et le rayonnement, dans un monde contre-intuitif où les notions d’onde et de particule se mêlent intimement. La lumière est à la fois une onde continue et un...
La mécanique quantique a la réputation d’une théorie difficile d’accès et qui plus est « étrange » : « Personne ne comprend la mécanique quantique » écrivait en 1965 le prix Nobel de physique Richard Feynman. Les travaux de John Bell, les expériences menées à la fin du siècle dernier et au début de ce siècle, ainsi que les développements de l’information et de l’ordinateur quantiques, ont permis de mieux cerner le caractère étrange du monde quantique. Nous avons compris que la mécanique quantique pourrait être davantage une théorie de l’information qu’une théorie traitant d’ondes et de particules microscopiques. En évitant de tomber dans le piège d’analogies souvent trompeuses, Philip Ball expose les principes de base de la théorie quantique et en décrit les principales interprétations : Copenhague, multimondes, etc. Il montre ce que la théorie quantique nous révèle du fonctionnement intime de la nature. Nous sommes induits en erreur par notre expérience quotidienne et l’étrangeté réside dans notre compréhension, pas dans la nature elle-même. Ce livre, accessible à un large public, séduira le lecteur désireux de comprendre en profondeur la science contemporaine et d’accéder à ses développements les plus récents. « Intense, profond et extrêmement bien documenté, ce livre est celui que l’on doit lire si l’on veut acquérir une vision contemporaine et globale du monde quantique tel que nous le connaissons aujourd’hui », écrit la revue de la Société de physique britannique Physics World, qui lui a décerné son prix du livre de vulgarisation scientifique parmi une quarantaine de titres parus au cours de l’année 2018.
De l’infiniment petit à l’infiniment grand, couvrant plus de soixante ordres de grandeur de dimension spatiale, la théorie quantique est invoquée, tant pour décrire les vibrations encore largement mystérieuses des cordes microscopiques qui pourraient être les constituants élémentaires de l’Univers, que pour rendre compte des fluctuations du rayonnement micro-onde qui nous parvient des confins du cosmos. Serge Haroche nous présente dans cette leçon la théorie scientifique qui a révolutionné notre compréhension de la nature et enrichi de façon extraordinaire nos moyens d’action et d’information sur le monde.
Des électrons qui sont à la fois particules et ondes, un chat à la fois vivant et mort, des particules intriquées capables de se répondre à distance... Depuis plus d’un siècle, la physique quantique défie nos intuitions les plus élémentaires. Et pourtant, sans elle, pas de lasers, pas d’ordinateurs, pas de smartphones. C’est toute notre vie quotidienne qui repose sur des lois qui ont dérouté même les plus grands esprits, d’Einstein à Feynman. Ce livre raconte, avec clarté et humour, l’histoire d’une révolution scientifique et culturelle. On y découvre les expériences fondatrices, les grandes figures qui se sont affrontées autour de ses paradoxes, et les applications qui ont changé le monde. Fruit d’une rencontre unique, ce récit mêle la rigueur d’un physicien de renommée internationale et le regard sensible d’une écrivaine. Ensemble, Frank Verstraete et Céline Broeckaert rendent accessible et vivant un univers qui, malgré son mystère, appartient à notre culture commune. Un voyage intellectuel et poétique au coeur de l’invisible, pour découvrir pourquoi comprendre la physique quantique, c’est aussi apprendre à regarder la réalité autrement.
La physique quantique n'est pas seulement à la base de nombreuses inventions de pointe. Elle constitue aussi une révolution conceptuelle de grande ampleur.Bien que ses implications pratiques comme ses conséquences philosophiques soient immenses, la physique quantique est encore mal connue des non-spécialistes, en partie à cause des difficultés qu'il y a à exposer ses fondements.Or c'est justement la gageure réussie de cet ouvrage. En un style clair, enjoué et dépourvu d'équations, Etienne Klein nous guide dans les profondeurs de la matière. Nous découvrons avec lui des expériences aussi étranges que celle des fentes de Young ", qui montre que la matière est à la fois onde et corpuscule et que ses caractéristiques sont en partie liées... à notre propre existence en tant qu'observateur humain! Après avoir pris connaissance de paradoxes surprenants comme celui du chat de Schrödinger _ un chat à la fois mort et vivant! _ nous abordons la mystérieuse question de la " non-séparabilité ", sorte d'influence qui se joue de l'espace et du temps.Prenant le relais, Bernard d'Espagnat nous montre les impressionnantes conséquences de ces découvertes; comment il en résulte que la physique ne donne accès qu'à une allégorie de ce réel dont elle maîtrise si admirablement les apparences. Notre vision du monde s'en trouve transformée et vivifiée. Loin d'apparaître comme la grande mécanique que paraissait décrire la physique classique, ce réel _ voilé et non séparable _ laisse entrevoir une profondeur et un mystère qui semblaient avoir disparu. La quête immémoriale d'un " être " qui soit plus que les matériaux qui le composent retrouve ainsi une pertinence que la science avait un moment paru nier.Ensemble, ils nous proposent un livre clair et vigoureux qui, non seulement nous initie à la physique moderne mais réhabilite aussi la dimension contemplative du métier de physicien.Bernard d'Espagnat, ancien directeur du Laboratoire de physique théorique et particules élémentaires de l'université d'Orsay, a enseigné la philosophie des sciences à la Sorbonne et fut le premier physicien théoricien en poste au CERN à Genève. De renommée internationale, il est l'auteur de plusieurs livres de référence, dont A la recherche du réel.< I>Etienne Klein est un jeune chercheur du CEA, qui travaille actuellement au CERN. Il enseigne la physique quantique à l'Ecole Centrale."
Lorsque les physiciens commencèrent à explorer de manière plus précise le monde de l’atome pour essayer de comprendre sa structure et les lois qui régissent son comportement, ils se heurtèrent vite à de graves difficultés. Nos concepts intuitifs, basés sur notre expérience quotidienne du monde macroscopique qui nous entoure, se révélèrent totalement erronés à l’échelle atomique ; l’atome était incompréhensible dans le cadre de la physique classique. Pour percer ces nouveaux mystères, il fallut donc, après de longs tâtonnements, élaborer des concepts entièrement nouveaux, les concepts de la mécanique quantique. Quelles sont les principales étapes qui nous ont conduits à cette vision moderne de l’atome ? Où en est actuellement la physique atomique ? Quelle est sa contribution au développement de nos connaissances et vers quoi s’oriente-t-elle ?
La mécanique quantique est désormais une discipline scientifique de base, enseignée dans toutes les universités.Elle permet de rendre compte du comportement du monde microscopique avec une précision impressionnante, et en particulier du fonctionnement de tous les objets techniques (ordinateurs, téléphones mobiles, disques laser, etc.) que nous utilisons dans notre vie courante.Une pratique quotidienne de cette discipline permet au physicien d'acquérir une certaine maîtrise dans le maniement du formalisme quantique, une certaine intuition des erreurs qu'il ne faut pas commettre, de la démarche qu'il faut suivre pour parvenir au résultat correct.Cependant, lequel d'entre nous n'a pas ressenti, au moins une fois dans son parcours scientifique, un certain trouble concernant les fondements de la théorie quantique, l'impression qu'une formulation convaincante et satisfaisante de cette théorie restait encore à élaborer.Un grand nombre d'ouvrages d'enseignement de la mécanique quantique sont désormais disponibles, qui présentent en détail le formalisme quantique traditionnel et la manière dont il permet de rendre compte des propriétés des atomes et molécules, des corps solides et liquides, des interactions matière-rayonnement, et plus généralement du monde physique qui nous entoure.D'autres livres retracent l'histoire de l'élaboration de cette discipline, et décrivent les diverses étapes qui ont conduit à sa formulation moderne.Rares sont cependant ceux qui présentent, d'une part une revue des difficultés conceptuelles de la théorie, et d'autre part un panorama complet de toutes les tentatives de reformulation de la mécanique quantique ayant pour but de résoudre, au moins partiellement, ces difficultés.L'ouvrage présent de Franck Laloë répond à ces deux objectifs.Il introduit et discute en détail un certain nombre de résultats et de notions, comme le théorème d'Einstein-Podolsky-Rosen, le théorème de Bell, l'intrication quantique, qui illustrent clairement le caractère étrange du comportement quantique.Au cours des dernières décennies, des progrès expérimentaux importants ont été réalisés.Par exemple, il est devenu possible de suivre l'évolution en temps réel d'un atome unique.De nombreuses expériences, considérées comme des "expériences de pensée" par les pères fondateurs de