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Introduction à la physique quantique pour les bonjourchinois (pas de prérequis nécessaire)

Discussion dans 'Bistrot Chine du "Lotus Bleu"' créé par Lyka, 30 Mai 2015.

  1. Lyka

    Lyka Membre Platinum

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    Good news, everyone! Today you are going to learn quantum mechanics.

    Comme promis durant la campagne pour les V-P-N, voici mon introduction à la physique quantique pour les bonjourchinois.

    Pour ceux qui ne me connaissent pas (je comprendrais vu comment je poste), je fais ma thèse en physique atomique en Chine avec un professeur allemand. J'insiste dès maintenant sur le fait que c'est de la physique atomique, pas nucléaire, ça veut dire que c'est de la physique mais je fais gentiment joujou avec des atomes sans chercher à dominer le monde.

    Je vais essayer d'expliquer simplement ce qu'est la physique quantique pour des non-scientifiques, en essayant d'expliquer les concepts sans utiliser d'équations compliquées. Si vous avez des questions, n'hésitez pas à les poser, j'y répondrai. Pour les plus scientifiques d'entre vous, il est possible que j'ai simplifié un peu trop, n'hésitez pas à compléter.

    Je vais essayer d'avoir un approche un peu différente par rapport à ce que l'on verrait dans un cours de mécanique quantique(=physique quantique). J'espère que je ne raconterai pas trop de bêtises :D



    "Physique quantique", mais quoi ce truc?


    • D'abord, le terme "physique", pour mettre les choses au clair. Ma définition perso: c'est la science qui consiste à faire des approximations justifiées pour pouvoir décrire des observations obéissants aux lois de la nature. J'insiste sur le fait que toute loi physique est valide uniquement dans le cadre de certaines approximations, physique quantique y compris ! Ça veut donc dire que la physique quantique ne remet pas en cause le monde tel que vous le connaissez, mais qu'elle est nécessaire pour décrire certains régimes. De plus, n'essayer pas d'y chercher un sens, la méta-physique est là pour ça, pas la physique. Ce qui se retrouve dans la célèbre et élégante citation "Shut up and calculate!".
    • Ensuite, "quantique". Petit historique rapide. Si vous voulez plus de détails, allez voir sur wikipédia https://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_de_la_mécanique_quantique, c'est très intéressant et montre comment se construit une théorie en physique. En ce qui nous concerne ici, en 1900, Max Planck, un physicien allemand, a émis l'idée que l'énergie émise sous forme de lumière par les atomes (ces petits billes de matières qui constituent ce qui nous entourent) est quantifiée. Les atomes émettent des "quanta" d'énergie lumineuse (ou en termes plus pompeux: d'onde électromagnétiques) de façon discrète (à opposer à continue). C'est ce qui a donné son nom à la mécanique quantique.

    C'est bien joli, mais on est toujours pas plus avancé.

    Dans quelle cadre s'intéresse-t-on à la physique quantique?

    Prenez le premier truc qui vous tombe sous la main ; tenez, votre souris d'ordinateur. Balancez la contre le mur : comment décrire sa trajectoire est bien expliquée par la mécanique dite "classique" telle qu'introduite par Newton au XVIIIème siècle (puis dévelopée par Lagrange, Hamilton,etc.).

    Vu qu'elle ne marche plus, broyez la en petit morceaux: les propriétés des matériaux qui la composent sont décrites pas la physique de la matière condensé (tandis que la chimie s'intéresse au processus nécessaires à la production de ces matériaux).

    À ce stade on peut souvent modéliser les atomes par des petites billes reliées entre elle par des ressorts. Maintenant si vous êtes très très doué et que vous arrivez à récupérer quelques uns de ces atomes, il n'est plus possible de les décrire avec les mêmes lois physiques: bienvenue dans le monde de la physique quantique, là où l'on joue avec quelques atomes isolés, quelques électrons (les particules responsables du courant que vous avez dans vos prises électriques et un de composants des atomes) ou éventuellement quelques photons (les "particules" élémentaire de la lumière, ces quantas d'énergie dont on a parlé précédemment). C'est donc une physique des très basses énergies, on y reviendrai plus loin.

    Petit aparté pour terminer l'histoire, prenez ce qui reste de feu votre souris, c'est à dire un amas d'atomes, placez ça dans un accélérateur de particules tel que le CERN. Ensuite accélérez le tout et observez les collisions entre atomes: si les énergies sont suffisantes, vous arriverez dans un premier temps à casser le noyau des atomes, c'est ce qui est généralement étudié en physique nucléaire (pas forcément avec un accélérateur de particules cela dit !), si vous augmentez encore l'énergie, vous arriverez à décomposer les constituants du noyau, à savoir les neutrons et les protons, pour obtenir des quarks ou bien vous pourrez aussi obtenir des anti-particules. C'est ce qui est étudié en physique des particules.

    Quelques principes de la physique quantique

    Maintenant qu'on a placé le cadre, rentrons dans la vif du sujet, on parlera des expériences historiques plus tard. Voici quelques principes de la physique quantique.

    Vous avez sans doute appris à l'école qu'un atome ça ressemble plus ou moins à ça:
    bohr model.png
    Un noyau composé de protons (chargés positivement) et de neutrons (non chargés), avec des électrons (chargé négativement) qui orbitent autour. C'est le modèle de Bohr.

    En vrai c'est plus compliqué, l'atome ressemble plus à quelque chose comme ça:
    nuage électronique.png
    "Mais c'est quoi ce truc?"
    C'est ce que l'on appelle le nuage électronique, l'électron est délocalisé, le noyau aussi (mais pas autant, j'ai un peu exagéré le schéma). Il n'est pas à un endroit défini, mais il a une probabilité de présence. On ne peut pas décrire où il est exactement, mais l'on peut décrire quelle est la probabilité pour l'électron d'être à un endroit donné.

    On décrit cette probabilité de présence par un état quantique, le plus souvent noté |Ψ>. Si vous voyez ce symbole dans un film ou ailleurs, vous pouvez être sûr que c'est de la physique quantique dont il s'agit.

    Un état quantique est souvent décrit comme une onde (et non comme une particule), est appelée "fonction d'onde", c'est une fonction qui décrit l'état quantique en termes de probabilités. Cette fonction d'onde est censé contenir toutes les informations à propos du système/de la particule (énergie, position, vitesse,...). On a accès à ces informations uniquement en les mesurant/observant (voir plus loin).

    Un état peut être continu, comme la position d'un électron dans l'espace, ou discret, c'est-à-dire qu'il prend certaines valeurs seulement. Un état quantique peut décrire une propriété interne de la particule: son niveau d'énergie, son spin (on gardera ça pour une autre fois, mais mémorisez le mot),...

    Pour vous donner une idée, à quoi peu ressembler un état quantique discret, imaginons qu'une propriété d'une particule soit sa couleur (c'est juste pour l'exemple ! Une telle propriété n'existe pas en tant que telle !):
    couleur quantique.png
    Comme pour la position de la particule, on a une probabilité. Au lieu d'avoir d'avoir une probabilité de présence on a une probabilité qui décrit la couleur. 50% bleu/50% rouge, 80% bleu /20 % rouge, 10% bleu/90% rouge, mais l'on pourrait aussi avoir 100% bleu ou bien 100% rouge ! Ce genre de combinaison est appelée "superposition d'états". C'est ce qui rend la physique quantique si particulière, ce n'est ni bleu, ni rouge, mais les deux à la fois.


    "Je comprends rien à ton charabia, plus important, il est toujours là l'électron?"
    Oui, pas de panique, si l'on somme la probabilité sur tous les points de l'espace, on doit avoir une probabilité de 1 (100%), c'est à dire que l'électron est toujours intégralement là, juste délocalisé, un peu partout à la fois.

    "Mais pourquoi un électron? Pas autre chose?"
    Effectivement ça ne marche pas uniquement avec les électrons. Ça marche avec les autres particules, mais pas que ! Un atome aussi peut être délocalisé...mais ça marche aussi avec des molécules, c'est à dire plusieurs atomes liés les uns aux autres.

    Les photons, ces "particules" de lumières peuvent être décrits ainsi. Mais pour ne pas compliquer les choses on en parlera plus tard.

    *Mais, si des molécules peuvent être dans états quantiques, pourquoi pas des objets plus gros? Moi aussi je veux être quantique, ça a l'air cool!"
    C'est une bonne question, la limite entre "quantique" (délocalisé et décrit par la mécanique quantique) et "classique" (la physique à notre échelle sans tous ces phénomènes bizarres) est quelque chose qui intéresse encore les physiciens. En physique, il est toujours facile de déterminer les cas limites (tout classique ou tout quantique), mais les cas intermédiaires sont toujours plus difficiles à évaluer !

    Pour savoir savoir si un objet est quantique, il y a une quantité simple à estimer qui permet de donner une vague idée, la longueur d'onde de de Broglie:
    =h/p
    lambda est une distance. h est la constante de Planck, une constante fondamentale qui intervient partout en physique quantique, elle a une très petite valeur. p est la quantité de mouvement p=mv, avec m la masse de l'objet et v sa vitesse.
    Cette quantité est la distance sur laquelle l'objet en question est délocalisé. Si l'on prend un objet macroscopique, vous par exemple, cette longueur est beaucoup plus petite qu'un atome ! Donc non, vous ne passerez pas à travers les murs (ce qui serait possible pour une particule quantique...). Après ce n'est qu'une vague approximation!

    "C'est cool d'avoir une particule qui est partout à la fois, mais comment on fait pour savoir c'est quoi son état quantique? Si elle bouge tout le temps je ne peux rien voir ! "

    On touche là un des points sensibles de la physique quantique qui la rend si particulière : la mesure.

    En effet, comment savoir quelle est cette distribution de probabilité? Il faut avoir une façon de l'observer.

    Imaginez un jeu de la taupe quantique ("whack-a-mole" en anglais) comme ci-dessous:
    taupe quantique.png
    on a une superposition entre les trois états |1>, |2> et |3>, avec 1/3 de probabilité pour chaque trou. |Ψ>=1/3|1>+1/3|2>+1/3|3> (à un facteur près). On veut déterminer l'état quantique de la taupe. L'état quantique contient plusieurs informations mais celle qui nous intéresse est la position.

    Imaginez que vous ne puissiez pas voir où est la taupe, à moins d'essayer de "mesurer" où elle est, vous n'en savez rien.

    Comment faites-vous pour déterminez où elle est? C'est simple, vous tapez ! Disons sur le trou 1.

    Si vous avez réussi votre coup, la taupe est un peu plus plate est un peu moins vivante, mais au moins elle ne bouge plus désormais mais vous savez où elle est ! En physique quantique c'est pareil : la mesure est destructive. Si vous mesurez la position d'un électron, sa position devient fixe et l'état quantique original est altéré.

    On est à des niveau d'énergie très bas, il n'est donc pas possible de mesurer un système sans le perturber. Vous avez fait ce que l'on appelle un projection sur l'état |1> et créé un nouvel état quantique ; pour le comprendre regardez plutôt le cas où vous avez raté votre coup. La taupe continue de sa balader entre |2> et |3> ! Cette superposition est aussi un état quantique, mais quoi que vous fassiez le premier trou est définitivement bloqué, vous avez projeté dans un sous-espace constitué des trous 2 et 3. Un peu comme lorsque vous prenez une photo, le sujet passe de la 3D à la 2D. Cela s'appelle la "réduction du paquet d'onde".

    À chaque fois que vous mesurez un état quantique, vous le modifiez, mais vous avez besoin de le mesurer pour pouvoir le déterminer.

    Un peu dans la même veine, regardez à l'image suivante:
    cue quantique.png
    Vous pouvez imaginer ce cube comme vu en plongée ou en contre-plongée, mais une fois que vous le voyez d'une perspective, il difficile de revoir la "superposition d'état". En "mesurant" son orientation, vous le projetez sur un des deux états possibles.

    "C'est bien, maintenant je peux mesurer mon état quantique et en plus, elle ne bouge plus cette sale bestiole ! "
    Pas si vite ! On a bien dit que l'état quantique était décrit par un probabilité. Refaites l'expérience à partir de zéro. Vous voyez le résultat a changé, la taupe n'est plus là cette fois. Encore une fois, allez. Le résultat de la mesure est aléatoire, la mesure ne donne pas le même résultat d'une fois sur l'autre.

    Puisque l'état quantique est décrit par une probabilité, le seul moyen de la mesurer est de répéter l'expérience et de faire des statistiques. Dans notre expérience de pensée, si vous refaites l'expérience un grand nombre de fois, vous aurez trois tas de taupes mortes de tailles égales. Vous pourrez alors dire que |>=1/3|1>+1/3|2>+1/3|3> (plus un facteur supplémentaire).

    Le résultat de la mesure est aléatoire mais suit une fonction de probabilité.

    "Ouhla, je suis un peu paumé. Mais je l'ai bien eue dans le premier trou cette taupe, elle était bien là, pas ailleurs!"
    C'est là que la physique quantique est conceptuellement compliquée et que l'interprétation des résultats est peu intuitive.

    Tant que la mesure n'a pas été effectuée, l'état quantique est une superpositions de différentes valeurs, et ce, jusqu'à ce qu'une mesure soit effectuée. Le résultat est purement aléatoire, mais suit une distribution de probabilités. La mesure quantique perturbe l'état quantique. En d'autres termes un peu trompeurs : observer un état quantique le détruit.

    Qu'on soit bien clair : la théorie concorde avec les résultats et jusqu'à présent il n'y a pas eu d'observation expérimentale qui discrédite que notre description de la physique quantique ne fonctionne pas.

    "Non, tu es en train de me mentir, il doit avoir un truc, les différentes taupes se sont mises d'accord et font semblant d'apparaître aléatoirement"

    Un des grands opposants à la physique quantique, qui avait une idée similaire, était Einstein ; il a un jour dit "Dieux ne joue pas aux dés !"

    C'est un autre point qui a fait débat en physique quantique : l'existence de variables cachées. L'idée, c'est qu'il y aurait une quantité que l'on ne peut pas observer qui influerait sur le système pour le faire paraître aléatoire, mais sans qui le soit vraiment et qu'il y aurait une autre théorie plus générale qui ferait appel à cette variable cachée pour décrire correctement nos observations.

    Et bien, non. Il n'y en a pas ! Après de houleux débats, en 1964, John Bell dériva une inégalité, qui si elle est violé, montre qu'il n'y a pas de variable cachées. La première expérience qui démontra la violation de l'inégalité de Bell fût effectuée par Alain Aspect, physicien français.

    (Pour être un poil tatillon, ça démontre l'absence de variable cachées locales, ce qui veut dire qu'il pourrait y avoir des variables cachées non-locales. Non locale veut dire que l'information irait plus vite que la vitesse de la lumière. Puisque rien ne peut aller plus vite que la vitesse de la lumière, ça voudrait dire que la relativité générale est fausse par la même occasion... un peu embêtant, surtout sans preuve expérimentales).

    "Je commence à comprendre un peu, mais pourquoi tout n'est pas quantique ? Pourquoi je ne peux pas passer à travers les murs ?"

    On revient à ce que j'expliquais précédemment : pourquoi tout n'est pas quantique ? Vous vous souvenez que si vous mesurez l'état quantique de la taupe, il est modifié et devient un état quantique "plus petit" avec "moins de possibilités" (trou 1&2 seulement), jusqu'à ce que vous n'ayez plus que |1>, |2> ou |3> avec 100% de probabilité, ce qui n'est plus vraiment quantique, la taupe est bien à un endroit donné.

    Pour mesurer l'état quantique vous devez interagir avec le système, mais en fait vous n'êtes pas le seul à interagir avec le système, l'environnement le fait aussi ! À chaque fois que de la lumière interagit avec l'état quantique, à chaque fois qu'il y a une collision,etc l'état quantique se réduit. Et vu que tout interagit en permanence, tous les objets que vous pouvez voir ne sont plus dans des états quantiques. C'est ce qu'on appelle la "décohérence".

    C'est pour ça qu'en physique atomique, on travaille avec des atomes dans des chambres à vide, sinon les collisions avec les molécules d'air suffit à détruit totalement n'importe quel état quantique.


    "Mouais, la physique quantique c'est un peu bizarre quand même, moi j'y crois pas"
    Effectivement, ce n'est pas du tout intuitif, mais c'est nécessaire pour décrire des observations réelles. Les résultats collent à la théorie.

    Ça ouvre le débat sur la question du déterminisme. Avec la mécanique quantique, le déterminisme est conservé, il y a toujours un lien de cause à effet pour tous les phénomènes physiques, même s'il subsiste localement une indétermination. Peut-on avoir un déterminisme universel si un système est localement indéterminé.

    Une autre question intéressante est de savoir si les propriétés usuelles (position, vitesse,...) sont vraiment des propriétés intrinsèques aux particules ou non et si cela a du sens décrire les propriétés de certaines particules sans l'observer. Existe-t-elle si on ne l'observe pas? Une fonction d'onde décrit-elle vraiment la réalité ou bien seulement les observations que nous faisons de celles-ci?

    La réponse à toutes ces questions dans ces cas-là:
    Shut up and calculate!


    BONUS: Le chat de Schrödinger


    Si vous avez suivi jusqu'ici, le chat de Schrödinger devrait être simple. C'est une expérience de pensée proposée par Erwin Schrödinger en 1935 pour exposer le paradoxe de la mesure. En fait c'est un peu similaire à mes taupes :
    800px-Schrodingers_cat.svg.png
    Mettez un chat dans une boîte fermée avec une sources de radiations et un compteur Geiger. Si pendant un intervalle d'une minute le compteur mesure une radioactivé supérieur à un certain seuil, un marteau est actionné pour casser une fiole contenant un poison. L'idée c'est que tant que vous n'ouvrez pas la boîte, vous ne savez pas si le chat est vivant ou mort: Il est à la fois mort et vivant jusqu'à ce que vous ouvriez la boîte.
    |chat>=|mort>+|vivant>

    je vous conseille d'aller voir la page la page wikipedia sur le chat de Schrödinger, c'est assez intéressant. http://fr.wikipedia.org/wiki/Chat_de_Schrödinger


    Voilà, c'est terminé. Beaucoup de blabla, pas beaucoup d'exemples très concrets, je vous l'accorde, mais vous devriez avoir un début d'intuition sur ce qu'est un état quantique et comme le mesurer. N'hésitez pas à poser des questions, aussi bêtes soit-elles, j'y répondrai. Si vous voulez approfondir et que je fasse d'autres vulgarisations, vous pouvez me demander de traiter certains des sujets suivants.

    inégalité de Heisenberg
    ordinateur quantique
    intrication quantique
    téléportation quantique
    quantification de la lumière et de l'énergie
    saut quantique
    dualité onde particule
    équation de Schrödinger

    PS : ça m'a pris beaucoup de temps à écrire pour ne pas raconter trop n'importe quoi et ne pas mettre trop d'équations. Généralement, pour beaucoup de physiciens, la mécanique quantique prend tout son sens dans le cadre du modèle mathématique dans lequel elle a été développée. Il est difficile d'expliquer ses concepts sans outils mathématiques.

    Sources:
    Principalement wikipedia. Les articles suivants sont intéressants:
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Problème_de_la_mesure_quantique
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Problème_de_la_mesure_quantique
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Problème_de_la_mesure_quantique

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Décohérence_quantique
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Déterminisme
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Chat_de_Schrödinger
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Dualité_onde-corpuscule
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_de_la_mécanique_quantique
     
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    #1 Lyka, 30 Mai 2015
    Dernière édition: 31 Mai 2015
  2. Tyller

    Tyller Dieu Supérieur

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    Je n'ai pas encore tout lut (et pour cause au moment présent ton poste vient d'arriver une minute à peine avant le miens), mais je salut la volonté vulgarisatrice dont tu fais preuve.
    Et en profite d'être le premier à poster pour mettre cette vidéo qui me semble être sur le même sujet et (désolé) qui est sans doutes plus sexy quant à une introduction à ce dernier (navré, encore, pas tapay) :
    C'est de l'espace des sciences à Renne et c'est présenté par Julien Bobroff, Physiciens Français.

     
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  3. Tyller

    Tyller Dieu Supérieur

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    Pour rebondir sur cela, c'est un peu ce qui fait toute la force des potentiels ordinateurs quantiques vu qu'àprioris leur possibilités de calcules ne seraient pas limité par 0 et 1 mais les deux en même temps ce qui fait qu'au lieu de partir sur un truc qui va faire un peu comme une arborescence (t'sais, un arbre quoi) qui va devoir faire le chemin en fonction du résultat à chaque fois, le fait de ne pas avoir à faire ce chemin justement fait gagner du temps...

    Ou alors j'ai rien compris :D
     
  4. mahu

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    ua le placard
     
  5. Jean7

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    Merci pour ces efforts, ne t'épuise pas trop à chercher à tout expliquer, notamment à des néophytes crasse tels que moi. Une grosse difficulté est le nombre de mot "mystérieux" auxquels il faut accrocher une idée pour tenter de trouver un sens aux phrases...
    Pourtant, si tu peux me dire (réponses courtes suffisantes) :

    |chat>=|mort>+|vivant>
    |>=1/3|1>+1/3|2>+1/3|3>
    Comment ça se prononce ?


    Est-ce nécessaire de comprendre ce qu'est un quanta pour comprendre la PQ ?

    "L'idée c'est que tant que vous n'ouvrez pas la boîte, vous ne savez pas si le chat est vivant ou mort: Il est à la fois mort et vivant jusqu'à ce que vous ouvriez la boîte."
    Donc ouvrir la boite fait passer de mort et vivant à mort ou vivant ?
    La PQ serait la physique de l'inobservé ?
     
  6. Pfedac

    Pfedac Dieu Supérieur

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    The Interaction is Str0ng with this one... (si vous comprenez, vous êtes à la fois fan de Star Wars et de Physique, bienvenu chez les nerds)
    Bravo Lyka, je suis fière de toi :), enfin quelqu'un qui tient ses promesses de campagne!!!
     
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  7. Dui ni shuo de dui

    Dui ni shuo de dui Alpha & Oméga

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    Super post, merci Lyka!

    L'exemple avec le jeu de la taupe est bien mieux choisi que celui du chat de shrodinger, c'est nettement plus simple a comprendre et bien plus logique (meme si c'est un peu moins sensationnel que la superposition d'etats "mort" et "vivant").

    Si je comprends bien, le probleme de la physique quantique c'est le probleme de la mesure. Toute mesure a ces echelles va affecter le resultat apparemment. Je trouve ca vachement defaitiste comme principe, est ce qu'on est certains de ne pas pouvoir trouver une nouvelle methode un jour pour pouvoir mesurer l'etat des particules sans les perturber?
    Par exemple, en mesurant les perturbations que ces particules engendreraient sur divers champs a proximite de leur point de passage, on perturberait peut etre ce champ lors de la mesure mais pas necessairement la particule. (Je sais bien que c'est de la science fiction mais est ce une possibilite totalement ecartee/impossible a long terme?)

    En fait j'ai l'impression (probablement fausse) que la physique quantique a ete developpee pour compenser une lacune technologique humaine dans la capacite a mesurer l'infiniment petit, et qu'on part du principe que "c'est pas possible, parce que c'est comme ca".
     
  8. Lyka

    Lyka Membre Platinum

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    Désolé, la lettre grecque "psi" n'est pas passée au copier-collé. J'ai arrangé ça.
    Bah la barre et le chevron sont là juste pour indiquer que c'est un vecteur (un objet mathématique), un peu comme pourrait l'être des parenthèses. Tu lis juste ce qu'il y a à l'intérieur "psi égal un tiers de (l'état) 1 plus un tiers de 2 plus un tiers de 3"
    Si tu veux tout comprendre, oui. Mais c'est pas indispensable pour voir une intuition. Je n'en ai quasiment pas parlé dans mon post, sinon ça aurait été trop long.

    L'idée c'est que l'énergie, d'un atome par exemple, est quantifiée. C'est ce qui exemple les raies des spectres d'émissiondu soleil par exemple. Mais j'en parlerai une autre fois.
    images.duckduckgo.com.jpeg

    Qu'on soit, clair, un chat ne peut pas être dans un vrai état quantique, c'est bien trop gros (et il a été "observé" par l'environnement), par contre si ce chat était vraiment un état quantique, oui, c'est tout à fait juste :)
    Tant qu la boîte est fermée, il est dans les deux états à la fois, quand tu ouvres la boîtes, il bascule forcément dans l'un des deux états, mort ou vivant.

    On peut voir ça comme, comme la physique de l'inobservé. C'est juste que quand tu l'observe, tu altère ce que tu regardes. En physique classique, il y a toujours moyen d'observer quelques chose sans le détruire : de la lumière est réfléchie, on mesure une petite force,... Mais en physique quantiqut
     
  9. Lyka

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    C'est exactement ça. Tu peux créer des algorithmes qui utilisent plusieurs chemin en même temps. Par contre, c'est assez mauvais pour des algorithmes qui utilisent une logique binaire ;)

    Si ça t'intéresse je peux faire un post sur l'ordinateur quantique plus tard.
     
  10. Lyka

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    Content de savoir que c'est un peu clair.

    Exactement, le problème de la mesure est primordial.

    Disons qu'à ce niveau ce n'est plus un problème technologique mais fondamental. En physique classique, qu'est-ce qui permet d'observer quelque chose sans le détruire? La lumière. Bah en physique quantique, de la lumière est suffisante pour détruire ton état quantique. Un autre exemple, mets toi dans une pièce totalement close, sans lumière, dans le noir le plus complet. Essaye maintenant de savoir l'agencement des objets dans la pièce, sans la modifier. Comment faire ? Si tu allumes la lumière ou si tu touches les objets (ça les déplaces un peu) ça modifie son état. Le problème c'est qu'à d'autres échelles on a toujours eu accès à d'autres quantités qui permettent d'évaluer l'état d'un système sans le modifier.

    On s'est aperçu (et jusqu'à présent c'est toujours le cas) qu'à l'échelle atomique (en fait il faut comparer ça à la constante de Planck) la mesure est probabiliste, de notre point de vu d'être humain habitué à la physique classique c'est un peu choquant je te l'accorde. Mais il n'est pas vraiment envisageable

    Je parlerai un peu plus tard de l'inégalité d'Heisenberg, ça te donnera une idée plus précise du problème.
     
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  11. Lyka

    Lyka Membre Platinum

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    Je suis occupé dans la journée, si vous avez des questions, je vous réponds ce soir. ;)
     
  12. why

    why Dieu souverain

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    Super, j'adore, ça me rappelle des souvenirs...

    Le Hpsi = Epsi (ou bien dans l'autre sens :D )

    Bref, c'est un domaine étrange et qui a des conséquences énormes... Dire que les atomes et leurs électrons deviennent en gros des probabilités, ça implique que notre rapport à l'infiniment petit change radicalement.
    Pour ma part, ayant fait une école d'ingé de Chimie, j'ai détesté le Hpsi avant de réviser mon jugement grâce à une seule matière: les orbitales atomiques.

    Bref, pour résumer, je te remercie pour ce superbe post. C'est excellent et très instructif!
     
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  13. Tyller

    Tyller Dieu Supérieur

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    Dude stop.

    EDIT :
    Je l'ai dis en privé mais le redis ici, il me semble que le modèle de Bohr est caduque ->
    [​IMG]

    EDIT 2 :
    Et lyka le disait dans son premier post.
     
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    #13 Tyller, 31 Mai 2015
    Dernière édition: 31 Mai 2015
  14. Dui ni shuo de dui

    Dui ni shuo de dui Alpha & Oméga

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    Sauf erreur de ma part, pas forcement. Par exemple, une boussole permet de mesurer la direction d'un champ magnetique et il me semble que ca n'est pas lie a une quelconque forme d'onde mais plutot a la courbure ou variation d'un champ.
    Mettons qu'on parvienne un jour a mettre en evidence que les particules "baignent" en permanence dans un champ de force similaire au champ magnetique, on aurait plus qu'a oberver les rides creees a la surface de ce champ par le deplacement de la particule: pas d'interaction directe avec la particule donc pas de modification de son etat a priori. Quand bien meme la methode d'observation serait destructive pour le champ, celle ci ne le serait plus forcement pour la particule du coup. M'enfin c'est probablement pas possible, juste que je me posais la question de savoir si cette impossibilite est reellement quelque chose d'immuable ou s'il s'agit d'une supposition en l'etat actuel de nos connaissances

    En utilisant la radioactivite residuelle de ces objets?
     
  15. phitheb

    phitheb Dieu souverain

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    Je ne suis sans doute pas objectif, car il se trouve que Julien Bobroff est mon meilleur ami, mais je ne peux que fortement recommander ses videos et en particulier son site "la physique autrement":
    http://hebergement.u-psud.fr/supraconductivite/
    et sa chaine youtube:
    https://www.youtube.com/user/vulgarisation/videos
     
  16. Tyller

    Tyller Dieu Supérieur

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  17. phitheb

    phitheb Dieu souverain

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    je n'y manquerais pas, ça lui fera plaisir (mais c'est un gros (et vrai!) modeste)
     
  18. Tyller

    Tyller Dieu Supérieur

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    @phitheb
    Pour tout te dire avant de voir sa démonstration la physique quantique n'était pour moi que quelque chose de très brumeux,
    avoir mis un peu de lumière dans ce domaine qui me titillait depuis fort longtemps fut un vrai plaisir.
     
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  19. lilun

    lilun Archange

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    J'adore ! T'es le seul pour qui j'avais voté espérant que tu tiendrais parole. Le but étant à l'époque d'une part d'avoir un peu de vulgarisation scientifique parce que c'est trop coool et de l'autre d'éssayer d'attirer pfedac sur bc un peu comme une souris avec du gruyère parce qu'à ce moment là elle n'était pas super présente. gnar gnar gnar
     
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  20. Jean7

    Jean7 Dieu créateur

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    :dsl:désolé, il y en a peut-être qui vont aller vite, pour moi, ça va être doucement.
    Si tu avais besoin d'un bêta-testeur pour ta prose de vulgarisation, tu risque d'être servi...
    A défaut de comprendre ton texte d'origine, je vais essayer de comprendre les réponses à mes questions. (je sais, c'est pas top comme démarche, parce que ça te force à suivre mon fil, qui n'est sans doute pas le plus logique ni le plus efficace...)
    ... donc, |Ψ>=1/3|1>+1/3|2>+1/3|3>
    se dit "état psi égale 1/3 de l'état 1 plus 1/3 de l'état 2 + 1/3 de l'état 3" ?
    C'est l'équivalent d'une somme de probabilité égale à 1, c'est toujours le cas ?
    Est-ce que du coup le job du quanticien (ça se dit ?) commence souvent par essayer de connaître le nombre d'états possibles ?
    Est-ce que les états sont toujours équiprobables (ou rarement ?)
    ...
    Et bien sûr, mais ça risque d'être plus long parce que c'est une question ouverte, puisque mesurer altère, on pourrait dire "ben yakapa mesurer", mais alors ce ne serait plus de la physique, juste des math... Or c'est de la physique. Alors... comment vous faites ? On mesure, ça altère, mais on essaye de deviner ce que c'était avant qu'on mesure ?
    Est-ce que je peux imaginer si j'ai aplatit une taupe que si je n'avais pas tapé il est possible qu'elle n'y était pas (comme si le fait de taper a pu avoir pour conséquence la présence de la taupe)? Ou bien l'altération ne porte-t-elle que sur les deux trous restant ?
     

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