Etienne Klein, la physique quantique le début et l’avenir imprévisible

la physique quantique le début et l’avenir imprévisible

La théorie quantique est la base théorique de la physique moderne, qui explique la nature et le comportement de la matière et de l'énergie au niveau atomique et subatomique. La nature et le comportement de la matière et de l'énergie à ce niveau est parfois appelé, physique quantique comme mécanique quantique.

En 1900, le physicien Max Planck a présenté sa théorie quantique aux physiciens allemands. Planck avait cherché à découvrir la raison pour laquelle le rayonnement d'un corps lumineux change de couleur du rouge, à l' orange, et, enfin, bleu comme sa température augmente. Il a constaté que que l' énergie existait dans les unités individuelles de la même manière que la matière, plutôt que comme une constante électromagnétique vague - comme cela avait été précédemment assumé - et était donc quantifiable , il pourrait trouver la réponse à sa question. L'existence de ces unités est devenue la première hypothèse de la théorie quantique.

Planck a écrit une équation mathématique impliquant une figure pour représenter ces unités individuelles d'énergie, qu'il appelait quanta . L'équation explique très bien le phénomène.  Planck a constaté que , à certains niveaux de température discrets (multiples exacts d'une valeur minimale de base), l' énergie d'un corps lumineux occupera différentes zones du spectre des couleurs. Planck suppose qu'il y avait une théorie encore à sortir de la découverte de quanta, mais, en fait, leur existence même implique une compréhension totalement nouvelle et fondamentale des lois de la nature. Planck a remporté le prix Nobel de physique pour sa théorie en 1918, mais l'évolution de divers scientifiques sur une période de trente ans ont tous contribué à la compréhension moderne de la théorie quantique.

Le développement de la théorie quantique

·         En 1900, Planck a fait l'hypothèse que l'énergie a fait des unités individuelles ou quanta.

·         En 1905, Albert Einstein a théorisé que non seulement l'énergie, mais le rayonnement lui - même était quantifiée de la même manière.

·         En 1924, Louis de Broglie a proposé qu'il n'y a pas de différence fondamentale dans la composition et le comportement de l'énergie et de la matière. au niveau atomique et subatomique ou l'autre peut se comporter comme si elle était faite de particules ou des ondes. Cette théorie est connu sous le principe de la dualité onde-particule : particules élémentaires de l'énergie et de la matière, se comportent indépendamment en fonction des conditions, comme particules ou vagues.

·         En 1927, Werner Heisenberg a proposé que précise que mesurer simultanément deux valeurs complémentaires - telles que la position et la vitesse d'une particule subatomique - est impossible. Contrairement aux principes de la physique classique, leur mesure simultanée est inéluctablement défectueux. plus précisément une valeur est mesurée, plus imparfait sera la mesure de l'autre valeur. Cette théorie est devenu connu comme le principe d'incertitude .

L'interprétation de Copenhague et la théorie des mondes multiples

Les deux grandes interprétations des implications de la théorie quantique de la nature en réalité sont l'interprétation de Copenhague et la théorie des mondes multiples. Niels Bohr a proposé l'interprétation de Copenhague de la théorie quantique, qui affirme qu'une particule est ce qu'il est mesuré à (par exemple, une onde ou une particule), mais qu'il ne peut être supposé avoir des propriétés spécifiques, ou même d'exister, jusqu'à ce que elle est mesurée. Bref, Bohr a dit que la réalité objective n'existe pas. Cela se traduit par un principe appelé superposition qui prétend que si nous ne savons pas ce que l'état d'un objet, il est en fait dans tous les états possibles en même temps, aussi longtemps que nous ne regardons pas à vérifier.

Pour illustrer cette théorie, nous pouvons utiliser l'analogie célèbre et un peu cruel de chat de Schrödinger . Tout d' abord, nous avons un chat vivant et le placer dans une boîte de plomb d' épaisseur. A ce stade, il n'y a aucun doute que le chat est vivant. Nous avons ensuite jeter dans un flacon de cyanure et sceller la boîte. Nous ne savons pas si le chat est vivant ou si la capsule de cyanure a cassé et le chat est mort. Comme nous ne savons pas, le chat est à la fois mort et vivant, selon la loi quantique - dans une superposition d'états. Il est seulement quand nous rompons ouvrir la boîte et de voir dans quel état le chat est, que la superposition est perdue, et le chat doit être soit vivant ou mort.

La seconde interprétation de la théorie quantique est le grand nombre des mondes (ou multiunivers théorie. Il considère que dès qu'un potentiel existe pour tout objet d'être en tout état, l'univers de cet objet transmue en une série d'univers parallèles égal au nombre des états possibles où que l'objet peut exister, chaque univers contenant un seul état possible unique de cet objet. de plus, il existe un mécanisme d'interaction entre ces univers qui permet en quelque sorte tous les Etats à être accessibles d'une certaine façon et avoir une possibilité  d'être affectés selon Stephen Hawking et Richard Feynman, qui ont exprimé une préférence pour la théorie des mondes multiples.

L'influence de la théorie quantique

Bien que les scientifiques du siècle dernier ont rechigné à les implications de la théorie quantique - Planck et Einstein parmi eux - les principes de la théorie ont à maintes reprises été pris en charge par l'expérimentation, même lorsque les scientifiques essayaient de les réfuter. Théorie quantique et la théorie de la relativité d'Einstein constituent la base de la physique moderne. Les principes de physique quantique sont appliquées dans un nombre croissant de domaines, y compris l'optique quantique, chimie quantique, le calcul quantique et la cryptographie quantique .

Attendez nous pour la prochaine vidéo, vous allez être surprenne de ce que la physique quantique nous prépare pour notre avenir.