Les fondements de la physique quantique

Résumé du document

Dossier sur la physique quantique. Il permet une initiation à la physique quantique pour les passionnés comme pour les débutants. Il est relativement complet et explique les grandes lignes des fondements de la physique quantique.

Extraits

[...] Il s'agit en réalité d'un équilibre entre la charge du noyau (positive) et les électrons (négatifs). Le noyau est constitué de neutrons et de protons (eux - même composés de quarks), ce sont les protons qui donnent sa charge au noyau. Les électrons se trouvent autour du noyau, mais ne tournent pas autour! De Broglie introduisit au début du siècle une notion essentielle, la dualité onde-corpuscule. C'est à dire qu'une particule élémentaire (comme un électron), est à la fois une onde et un corpuscule. [...]

[...] Dans un premier temps ils établirent l'existence d'une interaction attractive entre les électrons libres, ceux qui participent à la conduction électrique alors que ceux-ci, suivant les principes de la force électromagnétique, auraient dû se repousser. En fait ils se servirent du fait que les ions du réseau jouent un rôle très important le phénomène de la supraconductivité. Un électron qui se déplace dans le réseau attire les ions sur son passage (force électromagnétique) et crée donc dans son sillage un excès de charge positives auquel un autre électron sera sensible. C'est cela qui traduit l'attraction des électrons. [...]

[...] En enregistrant pour chaque position de la pointe le courant tunnel, on réalise une image topographique de la surface dont la résolution sera fonction de la taille de la pointe et pourra ainsi permettre d'observer les atomes un par un. Cependant on constate tout de suite une limitation intrinsèque à la méthode. Le signal détecté utilisé pour faire une image est un courant électronique et, de ce fait, on ne peut analyser que les surfaces des métaux et des semi-conducteurs. NB : Le nm représente le nanomètre (10 m). [...]

[...] orbite géante du dernier électron orbite normale noyau de l'atome 25 L'atome ci-dessus est dans une superposition d'états atome normal et atome gonflé 26 interférences destructives constructives interférences (luminosité intense) INTERFERENCES DES ELECTRONS SANS DETECTION (comportement ondulatoire) 27 électrons COMPORTEMENT DES ELECTRONS AVEC DETECTION (comportement corpusculaire) 28 explication du phénomène d'interférence IV) LES NOUVELLES THEORIES La décohérence Cette théorie vit le jour à partir des années 80 grâce au physicien Wojciech Zurek. En fait, un système quantique n'est pas seul, il est toujours entouré d'autre systèmes quantiques, ce qui fait qu'il est toujours en interaction avec d'autres particules. Or il montre que ces interactions avec l'environnement provoquent une destruction des interférences quantiques du système. Les interférences, phénomène ondulatoire, caractérisent un système quantique. [...]

[...] On dit que cette théorie est le graal des physiciens Cependant elle pose de graves problèmes de consciences, car peut-on résumer tout l'univers dans une équation ? peut-on tout savoir ? quelles sont les limites de la physique ? que fera t on quand on saura tout ? Pourra t on prévoir alors la position de chaque particule à un temps donné ? A toutes ces questions la théorie du tout pourra répondre, elle est l'aboutissement de toute recherche physique, le savoir absolu. [...]