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Les principes de la Physique Quantique !

Posté : 15 mai 2013 06:51
par Samir
Je commence avec une expérience : les fentes de Young !

Tout d'abord, la matière ordinaire contient deux sortes de matière, les corpuscules (les corps) et les ondes !
Le débat avait lu depuis des siècles pour savoir si la lumière était une onde ou composée de petits corps (comme des grains) !

Young décida de s'y atteler grâce à une expérience qu'on appela plus tard les fentes de Young ! Il eut une surprise inimaginable sur la nature de la matière et pas seulement sur la nature de la lumière !

Il voulu en premier vérifier si la lumière était une onde, c'etait le plus facile ! Je rappelle en gros ce qu'est une ONDE :
Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales du milieu. Elle se déplace avec une vitesse déterminée qui dépend des caractéristiques du milieu de propagation. Une onde transporte de l'énergie sans transporter de matière.
Une onde a un sommet et un creux comme les vagues sur l’océan !

Image

Alors il décide d'installer une source de lumière face à un plan "opaque" (pour que la lumière ne soit pas réfléchit) percé par deux petits trous et le tout face à un écran (mur à l’époque) !

Son expérience consistée à faire se croiser des faisceaux de lumière issus de la même source en les faisant passer par les fentes !

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Ainsi si la lumière était une ONDE, on verrait sur l’écran des interférences, c'est a dire une alternance de franges sombres et illuminées !
Pourquoi ?
Les ondes de lumière qui se croisent au niveau de leur sommet s'additionnent :arrow: franges très lumineuses sur l’écran !
Les ondes de lumière qui se croisent avec respectivement un sommet pour l'une et un creux pour l'autre s'annulent :arrow: frange sombres sur l’écran !

L’expérience produisit effectivement des interférences, ce qui prouva que la lumière était une ONDE ! Mais... il oublia que cela ne voulait pas dire que la lumière était uniquement UNE ONDE mais seulement qu'elle pouvait l’être ! :content79 :content85

Vous allez comprendre !

UN ELECTRON est la particule qui se trouvent autour du noyau des atomes ! C'est ce qui constitue aussi le courant électrique !

Plus tard, d'autres scientifiques décidèrent de faire la même expérience mais avec des corpuscules au lieu d'une onde comme la lumière !
Ainsi comme source, ils utilisèrent une source d’électrons, considérés alors comme des corps, en gros des billes microscopiques !

Et là surprise, au début ils constatèrent que les électrons s’écrasaient contre l’écran (muni d'un détecteur) au hasard comme le feraient des billes ! Mais au bout d'un certain nombre d’électrons projetés, il commencèrent à apercevoir DES INTERFÉRENCES !!!!!
Ainsi les électrons qui sont des particules, se comportaient comme des ondes !!! :ghee:
En fait, c'etait comme si chaque électron "savait" non seulement où était allé l’électron lancé avant lui, mais aussi où irai le prochain ! Comme si en réalité, il ne formait qu'une seule et même "chose" !
La physique quantique naquit de ces étranges observations lors de plusieurs expériences
à travers le monde qui montrèrent des résultats inexplicables comme celui de cette expérience des fentes !

Aujourd'hui, on sait que les particules ne sont ni des ondes, ni des corps, cela dépend de la façon dont on les observe, mais cela n'a rien avoir avec l'instrument de mesure, les particules possèdent tout simplement les deux propriétés !
On découvrit aussi que la lumière était constitué des plus petites quantités d’énergie de la Nature, les quanta (d’où physique quantique), plus connus sous le nom de photons !

On appelle cela la "dualité Onde-Corpuscule" qui est un des 5 principes de la quantique ! Voila j’espère que cela vous a plu ! Je mettrai le prochain plus tard ! :content36 :hello:

Re: Les principes de la Physique Quantique !

Posté : 15 mai 2013 17:42
par mordred
Tu fais des études là-dessus, Man ? J'ai mon plus vieux pote qui est prof agrégé là-dedans et ailleurs.

Re: Les principes de la Physique Quantique !

Posté : 15 mai 2013 23:04
par Samir
mordred a écrit : Tu fais des études là-dessus, Man ? J'ai mon plus vieux pote qui est prof agrégé là-dedans et ailleurs.

Non j'ai juste mon bac S ! J'ai appris tout seul en achetant des bouquins et des manuels de physique d'université ! Ca me fascine la réalité, elle est au dessus de n'importe quel fiction !

Re: Les principes de la Physique Quantique !

Posté : 16 mai 2013 05:09
par mordred
C'est bien d'apprendre seul. Sur ARTE, samedi, il y avait l'histoire d'un gars qui était conseiller dans les affaires étrangères; qui rencontrait beaucoup de beau monde pour l'Economie etc... Un jour, il a tout arrêté. Il s'est lancé dans l'archéologie sous-marine, pour laquelle il n'a pas fait d'études. Il a découvert une ville greco-égyptienne engloutie au large d'Alexandrie. :XD:

Re: Les principes de la Physique Quantique !

Posté : 16 mai 2013 05:38
par Samir
mordred a écrit : C'est bien d'apprendre seul. Sur ARTE, samedi, il y avait l'histoire d'un gars qui était conseiller dans les affaires étrangères; qui rencontrait beaucoup de beau monde pour l'Economie etc... Un jour, il a tout arrêté. Il s'est lancé dans l'archéologie sous-marine, pour laquelle il n'a pas fait d'études. Il a découvert une ville greco-égyptienne engloutie au large d'Alexandrie. :XD:
:content36 Cool, j'adorerai faire ce genre de chose, si je pouvais ne pas travailler, j'apprendrais tout ce que je peux et je tenterai de réunir la physique quantique et la relativité générale :content85 (c'est ca impossible ! ).
Comprendre tout au moins une fois même si j’oublis après, ce serait mon rêve !

Re: Les principes de la Physique Quantique !

Posté : 16 mai 2013 18:57
par Sov Strochnis
Un peu dans le même genre voici une explication d'un ami qui travaille à l'ENS concernant le Paradoxe EPR:
Deux particules situées aux deux extrémités de l'Univers peuvent interagir de façon instantanée.

En faisant fi de la vitesse de la lumière, donc - c'est là tout l'intérêt de la chose. Autrement dit, l'espace est non-local, car tous les endroits de l'univers peuvent interagir instantanément.

Comment prouve t-on cela ?

Tout d'abord, situons le contexte.
Nous avons des particules qui sont à l'origine dans un état "instable", indeterminé (façon chat de Schrödinger).
Elles peuvent se stabiliser dans deux états possibles, que nous appelerons "0" et "1".
On peut forcer une particule à se stabiliser de trois manières différentes, que nous appelerons "A", "B" et "C".
Pour simplifier, nous appelerons les modes de stabilisation ("A", "B" et "C") entrées, et les états qui en résultent ("0" ou "1") sorties.

On fait donc l'expérience suivante :
- On prend deux particules "X" et "Y", toutes deux dans un état indéterminé.
- On les fait "interagir" en les mettant en contact (voyez cette étape comme un "pacte" passé entre les deux particules).
- On les envoie dans deux directions opposées.
- Une fois bien éloignées, on choisit une entrée ("A", "B" ou "C"), et on force simultanément les deux particules à se stabiliser avec la même entrée.

Ce qu'on observe alors, c'est que les deux particules "X" et "Y" ont la même sortie ("0" ou "1"), quelle que soit l'entrée choisie. Toutefois, il est impossible de prévoir cette sortie à l'avance ("0" ou "1").

A ce stade, deux explication possibles :
1) Soit les deux particules interagissent instantanément (donc plus vite que la lumière) pour convenir d'une sortie commune ("0" ou "1"), comme postulé au début.
2) Soit - explication beaucoup plus simple et rassurante - les deux particule ont convenu "secrètement" de leur sortie commune au moment où elle ont été en contact.
Par exemple, elle ont pu convenir de ceci : "Si l'entrée est A, on sort 0; si l'entrée est B, on sort 1; si l'entrée est C, on sort 1."

La suite de l'expérience (et c'est là que ça devient intéressant) consiste à prouver que l'explication 2) est fausse, ne laissant plus que la troublante explication 1).
Je l'ai mise en "spoiler" pour ne pas choquer les âmes sensibles.

Pour cela, supposons que l'explication 2) est vraie, et montrons que cela mène à une contradiction.

Si l'explication 2) est vraie, alors les deux particules "X" et "Y" conviennent d'un "programme" lorsqu'elles sont en contact, par exemple :
"Si l'entrée est A, on sort 0; si l'entrée est B, on sort 1; si l'entrée est C, on sort 1."
Appelons ce programme particulier "A --> 0, B --> 1, C --> 1", ou, plus simplement : (0,1,1)
Cela nous fait donc 8 programmes possibles : (0,0,0), (0,0,1), (0,1,0), (0,1,1), (1,0,0), (1,0,1), (1,1,0) et (1,1,1).
Bien entendu, il est impossible de connaître ce programme à l'avance.

On refait donc l'expérience précédente (mise en contact des particules, éloignement, puis stabilisation simultanée), à un détail près : cette fois, l'entrée choisie n'est pas nécessairement la même pour les deux particules.
Par exemple, on peut choisir d'appliquer simultanément l'entrée "A" à la particule "X", et l'entrée "B" à la particule "Y".
Appelons cette expérience "A --> X, B --> Y", ou, plus simplement : (A,B)
Cela nous fait donc 9 expériences possibles : (A,A), (A,B), (A,C), (B,A), (B,B), (B,C), (C,A), (C,B) et (C,C).
On dira que l'expérience est une réussite si les sorties ("0" ou "1") de "X" et "Y" sont identiques, et un échec sinon.

Quel est l'intérêt de tout ceci ? Simplement l'observation suivante : si on choisit une des 9 expériences possible au hasard, qu'on note le résultat et qu'on recommence un grand nombre de fois, il on aura statistiquement plus de réussites que d'échecs.

En effet, supposons que le programme convenu secrètement a l'avance par "X" et "Y" soit (0,1,1).
Alors, sur les 9 expériences possibles, au moins 5 vont être des réussites (sortie identique) :
- Les expériences (A,A), (B,B) et (C,C), qui donnent des sorties identiques quel que soit le programme.
- Les expériences (B,C) et (C,B), qui donnent des sorties identiques pour ce programme particulier. En effet, par définition, ce programme donne la sortie "1" pour l'entrée "B", et la sortie "1" pour l'entrée "C".
On peut faire exactement le même raisonnement avec les 7 autres programmes : sur les 9 expériences possibles, il y aura toujours au moins 5 réussites (si ce n'est plus).

Donc, si l'expérience est choisie au hasard (et la choisir au hasard est ici fondamental !), il y a au moins 5 chance sur 9 qu'elle soit une réussite.
Ce qui devrait logiquement faire au moins 55% de réussites sur un grand nombre d'expériences.

Or, qu'observe t-on sur un grand nombre d'expériences ? Qu'il y a très précisément 50% de réussites !
Donc, l'explication 2) est en contradiction avec la réalité, et doit être écartée. Reste l'explication 1).


Pour ceux que ça intéresse : cette expérience porte le nom d'expérience d'Aspect (du physicien Alain Aspect). Le questionnement qui en est à l'origine est le Paradoxe EPR (pour "Einstein-Podolsky-Rosen", rien à voir avec le nouveau réacteur d'Areva ).
Notez que, si les particule interagissent bel et bien instantanément, il est cependant impossible d'utiliser ce principe pour transmettre de l'information instantanément... puisqu'on ne connait pas la sortie ("0" ou "1") à l'avance ! Ainsi, on ne viole pas le vieux principe selon lequel "on ne peut pas transmettre d'information plus vite que la lumière".
Cela dit, même si on ne peut pas se servir de ce principe tel quel pour de la téléportation (car on ne connait pas la sortie, on sait juste que ce sera la même aux deux extrémités), ça a déjà des application en "cryptographie quantique" : deux dispositifs peuvent ainsi s'accorder sur une même clé cryptographique aléatoire 0100100100101011..., sans que cette information ne transite jamais à l'extérieur des dispositifs (d'où une garantie de sécurité quasi-absolue).

Re: Les principes de la Physique Quantique !

Posté : 17 mai 2013 15:57
par jmarie
J’ai du mal à m’intéresser à la quantique classique.
J’aborde (j’essaie) la physique quantique d’une manière différente en m’intéressant en particulier à la synchronicité et la théorie de François Martin chercheurs du CNRS Je ne m’intéresse pas trop à la mécanique classique. C’est peut être pour cela que nous ne sommes pas sur la même longueur d’ondes….. (tout ce qui concerne l’humain et son quotidien)
François Martin a effectué ses études à l'Ecole Normale Supérieure de la rue d’Ulm à Paris. Il est entré au CNRS en 1971 et a obtenu un doctorat d’Etat ès Sciences Physiques sur la théorie quantique du champ électromagnétique. En 1975 il est distingué par la Médaille de Bronze du CNRS, avec Guy Bonneau.

En 1990-1991, il expérimente par lui-même le phénomène de synchronicité

Pour François Martin la Synchronicité est intimement liée aux émotions. Elle a changé complètement sa vision du monde et sa philosophie de vie. Il souscrit totalement à cette citation du Dalaï Lama:
<< Je me laisse guider par la synchronicité, et ne laisse pas les attentes entraver mon chemin … >>.
« A quoi sert le temps ?... le temps est ce qui empêche que tout soit donné d'un seul coup. Il retarde, ou plutôt il est retardement. Il doit donc être élaboration. Ne serait-il pas alors le véhicule de création et de choix ? L'existence du temps ne prouverait-elle pas qu'il y a de l'indétermination dans les choses ? »
L'expérience de François Martin en matière de synchronicité a fait l'objet d'un film réalisé par Jan Diederen et sorti en 2013 en DVD disponible sur http://www.synchronicitydoc.com (clickez sur le drapeau français pour les sous-titres français)

Re: Les principes de la Physique Quantique !

Posté : 17 mai 2013 16:09
par Samir
jmarie a écrit : J’ai du mal à m’intéresser à la quantique classique.
J’aborde (j’essaie) la physique quantique d’une manière différente en m’intéressant en particulier à la synchronicité et la théorie de François Martin chercheurs du CNRS Je ne m’intéresse pas trop à la mécanique classique. C’est peut être pour cela que nous ne sommes pas sur la même longueur d’ondes….. (tout ce qui concerne l’humain et son quotidien)
François Martin a effectué ses études à l'Ecole Normale Supérieure de la rue d’Ulm à Paris. Il est entré au CNRS en 1971 et a obtenu un doctorat d’Etat ès Sciences Physiques sur la théorie quantique du champ électromagnétique. En 1975 il est distingué par la Médaille de Bronze du CNRS, avec Guy Bonneau.

En 1990-1991, il expérimente par lui-même le phénomène de synchronicité

Pour François Martin la Synchronicité est intimement liée aux émotions. Elle a changé complètement sa vision du monde et sa philosophie de vie. Il souscrit totalement à cette citation du Dalaï Lama:
<< Je me laisse guider par la synchronicité, et ne laisse pas les attentes entraver mon chemin … >>.
« A quoi sert le temps ?... le temps est ce qui empêche que tout soit donné d'un seul coup. Il retarde, ou plutôt il est retardement. Il doit donc être élaboration. Ne serait-il pas alors le véhicule de création et de choix ? L'existence du temps ne prouverait-elle pas qu'il y a de l'indétermination dans les choses ? »
L'expérience de François Martin en matière de synchronicité a fait l'objet d'un film réalisé par Jan Diederen et sorti en 2013 en DVD disponible sur http://www.synchronicitydoc.com (clickez sur le drapeau français pour les sous-titres français)
Je vais mettre les autres principes, peut être que tu y verras plus clair si cela t’intéresse ! Concernant la synchronicité, je me suis en premier surtout concentré sur les débuts et les principes fondateur de la quantique, pour le reste, je me suis dis que n'ayant pas encore totalement assimilé les bases de la physique quantique, j'attends pour m’intéresser aux nouvelles études !

Re: Les principes de la Physique Quantique !

Posté : 17 mai 2013 18:12
par Samir
Voila les 4 principes :

:arrow: dualité ondes -corpuscules (ci dessus)
:arrow: superposition d’états
:arrow: principe d'incertitude
:arrow: intrication

Je vais ajouter la superposition d’états ! :XD:

Re: Les principes de la Physique Quantique !

Posté : 17 mai 2013 18:43
par jmarie
Samir a écrit : Voila les 4 principes :

:arrow: dualité ondes -corpuscules (ci dessus)
:arrow: superposition d’états
:arrow: principe d'incertitude
:arrow: intrication

Je vais ajouter la superposition d’états ! :XD:
Je comprends pas... c'est trop compliqué pour moi....

Re: Les principes de la Physique Quantique !

Posté : 17 mai 2013 18:58
par Samir
jmarie a écrit : Je comprends pas... c'est trop compliqué pour moi....
Ne redis jamais ca :icon_hangry: :content36 , tu as des milliards de neurones tout comme moi, si la chèvre que je suis peut comprendre, tu le peux aussi c'est juste une question de choix et donc de volonté, si ya quelque chose que tu ne comprends pas dis le moi ! :hello:

Re: Les principes de la Physique Quantique !

Posté : 17 mai 2013 19:02
par jmarie
jmarie a écrit : Je comprends pas... c'est trop compliqué pour moi....
C'est très agréable de t'entendre dire cela mais je crois que c'est parce que je n'aime pas trop alors j'ai du mal à comprendre. J'aime tout ce qui se rapporte à l'humain de près mais dès qu'on s'en éloigne, ben moi je m'en éloigne aussi.

Re: Les principes de la Physique Quantique !

Posté : 17 mai 2013 19:04
par Samir
jmarie a écrit : C'est très agréable de t'entendre dire cela mais je crois que c'est parce que je n'aime pas trop alors j'ai du mal à comprendre. J'aime tout ce qui se rapporte à l'humain de près mais dès qu'on s'en éloigne, ben moi je m'en éloigne aussi.
Alors dis toi que notre corps est composé d'atomes qui sont eux même régis par les lois de la physique quantique ! :content85
Essaye cela n peut pas te faire de mal, et comme tu me la dis, c'est nous qui pouvons changer nos sentiments ! :content79 :content85 :content79

Re: Les principes de la Physique Quantique !

Posté : 17 mai 2013 19:05
par jmarie
Samir a écrit : Alors dis toi que notre corps est composé d'atomes qui sont eux même régis par les lois de la physique quantique ! :content85
Essaye cela n peut pas te faire de mal, et comme tu me la dis, c'est nous qui pouvons changer nos sentiments ! :content79 :content85 :content79
Je change mes sentiments quand je sens que ça m'est utile...

Re: Les principes de la Physique Quantique !

Posté : 17 mai 2013 19:19
par Samir
Comment sais que cela ne sera pas utile ?