Acte
III
: C'est le bazar complet...
1927
: le physicien Werner Heisenberg
pose des relations d'indétermination.
Puisqu'il n'y a pas moyen de connaître ni position,
ni vitesse au dessous d'un quantum d'énergie sans
perturber le mouvement et la position de la particule étudiée,
alors il faut laisser l'indétermination. Après
un petit calcul simple, il en déduit les relations
suivantes : plus on détermine (par la mesure) la
précision de la vitesse, moins on peut connaître
la position... et réciproquement.
- A la limite, si on connaît avec précision
la vitesse d'une particule, il y a une indétermination
totale sur la position : la particule peut se trouver n'importe
où dans l'Univers...et réciproquement.
Vous
croyez que ce n'est pas important ? Mais si, mais si !
cela signifie que la mesure perturbe les paramètres
de la particule.
On ne peut pas connaître en soi toutes les caractéristiques
de la particule
et surtout on se rend compte que le dispositif de mesure
et la particule observée
sont liées intrinsèquement : on ne peut pas
les séparer !
Peut-être bien qu'on ne peut pas séparer
non plus
la matière et celui qui l'observe ????
«Séparés,
séparés, séparés
on ne le pourra jamais...»
-Maurane-
Fin
des années 20 : le physicien Edwin
Schrödinger
formalise tous ces aspects dans la célèbre
"Equation de Schödinger" : Hψ=Eψ
Que dit-elle, cette équation ?
-
Au commencement était le flou : c'est la "fonction
d'onde", quantité essentiellement statistique
(ψ
ici) .
- Sur ce flou, on opère une mesure pour déterminer
un paramètre particulier (position, vitesse, énergie
etc...)
Mathématiquement, on formalise cette mesure par un
opérateur (ici H
pour désigner un "hamiltonien").
Cet opérateur dépend du paramètre,
de la coordonnée, de la quantité physique
qu'on veut mesurer (Pour la frime : la technique math utilisée
est celle de la théorie des vecteurs et valeurs propres).
- Le résultat
de la mesure (une énergie E)
s'appelle une observable.
Vous
allez me dire : qu'est-ce que cela change à ma
vie de tous les jours ? A
priori rien.
Mais dès que l'on étend les résultats
de la physique quantique
à l'ensemble de la réalité naturelle,
les conséquences
sont inouïes
Expérimentalement,
toute la physique atomique, nucléaire et fondamentale
repose aujourd'hui sur la physique quantique. Mais de
plus, de nombreux phénomènes électroniques,
magnétiques s'expliquent par les quanta. L'organisation
de la matière s'appuie sur le "Principe de Pauli",
principe essentiel de la physique quantique. Quant à
la cosmologie, ou plus exactement l'astrophysique, elle
lie fondamentalement l'univers microphysique et macrophysique.
Acte
IV 