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Histoire de la Physique quantique
Pièce en 5 Actes (3)


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.

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