Qu-est ce que la physique quantique ?

[invite1e0a97f7]

Qu-est ce que la physique quantique ?

essayez de donner des réponse assez simple que je comprenne un peu
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[doul11]

Bonsoir,

la physique quantique c'est la physique de l'infiniment petit (les atomes, les particules élémentaires), très différente de la physique a notre échelle (humaine) qui est la physique dite classique, encore différente de la physique de l'infiniment grand (galaxies, univers) qui est la physique relativiste.

[invite1e0a97f7]

ah merci

[invitef17c7c8d]

Si je devais expliquer la physique quantique à des pré-ados, je leur demanderais d'imaginer un super-héros de mangas avec les deux super-pouvoirs suivants:

1. Quanticman pourrait lancer une attaque qui soit à la fois une onde et des boules d'énergies.

2. On ne pourrait jamais savoir ou est présicément quanticman. Et si on sait ou il est, alors on ne sait pas s'il est immobile ou s'il se déplace à toute vitesse.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Garion]

La phyisique quantique est la physique décrivant les phénomènes à l'échelle des particules. Elle est contre-intuitive et ne peut donner que des probabilités de résultat et non des résultats exacts.
Mais ça marche et même très bien, n'en déplaise à ceux qui n'aiment pas les résultats statistiques (j'en fait parti )

[invitef17c7c8d]

La phyisique quantique est la physique décrivant les phénomènes à l'échelle des particules. Elle est contre-intuitive et ne peut donner que des probabilités de résultat et non des résultats exacts.
Mais ça marche et même très bien, n'en déplaise à ceux qui n'aiment pas les résultats statistiques (j'en fait parti )

Belle tentative Garion mais :

1. C'est quoi une particule?
2. Contre-intuitif d'accord, mais avez vous un exemple?
3. C'est quoi les probabilités?
3. Ca marche très bien d'accord, mais avez vous un exemple?

[invite1e0a97f7]

1. C'est quoi une particule?
2. Contre-intuitif d'accord, mais avez vous un exemple?
3. C'est quoi les probabilités?
3. Ca marche très bien d'accord, mais avez vous un exemple?

je sais ce qu'est une particule
je trouve que c'est intuitifs
je sais ce que sont des probabilités

par contre un exemple me ferai pas de mal

[invite1e0a97f7]

nn j'ai pas une moyenne exceptionnelle par contre en physique/chime et biologie je suis bon

j'ai environ 19

par contre je pense que tous mes copain sont capable de dire ce que sont des probabilités

[Garion]

Lionelod, merci de ne pas perturber la discussion avec tes remarques hors_sujet (comme d'habitude).

- Pour la définition de particule, je renvoie à Wikipedia. Le modèle standard de la physique des particules décrit très bien ce que c'est.
- Par contre-intuitif, il y a le simple fait que l'expérience des fentes de Young par exemple puisse faire des interférences même si on envoi les photons/électrons/protons/neutrons/atomes... un par un. Et qu'il faut donc admettre qu'il sont dans un état superposé pour créer les franges d'interférence.
- Pour les probabilités, je te conseille d'étudier un peu les mathématiques, c'est une discipline extrêmement précise avec des lois très bien définies.
- Ca marche très bien : La conception des processeurs des ordinateurs actuel fait appel à la mécanique quantique, et il semblerait que cela fonctionne plutôt bien.

[doul11]

je sais ce qu'est une particule
je trouve que c'est intuitifs
je sais ce que sont des probabilités

Dire "je sais" est une chose qui ne prouve rien, je serais curieux de voir ça en détails ...

[invite1e0a97f7]

arrêter de vous battre c'est vous les gosses

par contre j'ai jamais dit que j'avais 19 ans j'en ai 13

j'ai pas trop compris mécanique quantique

[invitef17c7c8d]

j'ai pas trop compris mécanique quantique

Qui dit mécanique, dit mécanicien.
Mais un mécanicien ce n'est pas un garagiste.
Un mécanicien c'est une personne qui étudie, qui calcule et qui mesure la quantité d'énergie qu'il y a dans les objets. Et comment cette énergie les fait bouger.

Mais en plus la mécanique quantique s'interesse à des objets qui ont des propriétés un peu spéciales, des propriétés quantiques.

Donc le mécanicien (quantique) commence tranquillement à calculer l'énergie d'un objet et au moment de vouloir savoir comment il bouge, il va le placer dans un espace assez extraordinaire: l'espace des états.

Peux tu imaginer un tel espace? Dans cet espace, tu serais à la fois en train de manger,de dormir, d'être sur internet, etc... et tout ça au même moment.

[obi76]

Bonjour,

merci de cesser les continuels hors sujets.

Pour la modération,

[DorioF]

Salut

pour mieux détailler le premier message de doul11 :
la mécanique classique est celle établie par Newton le problème est que cette mécanique ne marche pas toujours on a essayé de comprendre les étoiles avec cette mécanique on a pas réussie on a essayé de comprendre les atomes on a pas réussie donc on a introduit deux nouvelle mécanique :
mécanique relativiste (pour les objet avec une grande masse ou une grande vitesse )
mécanique quantique (pour les objets très petit et de petite masse )

maintenant pour répondre a votre question :

si je te disais que je suis dans ma chambre et celle de mon frère tu me dira qu'il me faut de l'aide psychiatrique. et pourtant en mécanique quantique une particule est dans plusieurs endroit a la fois et la ou ça devient encore plus fou c'est que dès qu'on essaye de savoir ou elle se trouve (qu'on l'observe) elle prends un seul endroit. mais lequel ?

et bien on peut pas le savoir mais on peut donner les chance(probabilité) pour qu'elle soit dans un endroit ou un autre
EXP: si je jette un dé je ne sais pas qu'elle numéro j'aurais mais je sais que les chance d'avoir un 4 (par exemple) est 1 chance sur 6

je suis d'accord a 100% avec Garion elle est contre intuitive.

si la vie de tout les jours était régie par les loi de la mécanique quantique voilas comment ça serait
un enfant dors dans une chambre dans laquelle il y a 4 lits, sa mère lui demande ou est tu, il répond "dans le lit 1,2,3 et 4, sa mère va voire ou son fils est endormie (elle observe) il est soit dans le lit 1,2,3 ou 4.avant d'aller le voir sa mère ne peut pas savoir ou est son fils mais elle peut trouver les chance de le trouver dans lit plutôt qu'un autre.

tu peut voir :
principe d'incertitude de Heisenberg,chat de Schrödinger, l'experience de la fente de young

PS: si tu est choqué que tu as la tête qui tourne alors tu as compris ce que je viens de dire.

Einstein n'aimait pas cette vision de probabilité et de chance pour lui dieu ne joue pas au dès avec l’univers

bon pour aller plus loin.
de plus que ce que je viens de dire il y a aussi un autre concept:
si tu regarde le compteur de vitesse d'une voiture tu le voit tourner continuellement en passer par toute les vitesse.
dans la mécanique quantique c'est pas ça une particule ne peut pas avoir toutes les vitesse il y a certaine vitesse qu'elle peut avoir c'est à dire l’aiguille de son compteur de vitesse va pas tourner mais plutôt sauter (10km 12km 16km 21km) sans toucher le 9km ou le 7km.donc la mécanique ici prend certaine quantité et pas toute on dit qu'elle quantifié et d'ou la mécanique quantique.

[invitef17c7c8d]

Je trouve ta réponse super DorioF.

Tu as fait un vrai travail de vulgarisation qu a du te prendre du temps et te demander pas mal d'effort.
Perso, j'apprécie la tentative.
En espérant que ce que tu écris vient bien de toi et que tu n'as pas pompé cela quelquepart.
Parceque sur le fond, il y a pas mal d'inexactitudes.

[invite1e0a97f7]

PS: si tu est choqué que tu as la tête qui tourne alors tu as compris ce que je viens de dire.

je suis pas choqué j'ai pas la tête qui tourne mais j'ai compris

Merci beaucoup pour ta réponse

[doul11]

Bonjour,

si je te disais que je suis dans ma chambre et celle de mon frère tu me dira qu'il me faut de l'aide psychiatrique. et pourtant en mécanique quantique une particule est dans plusieurs endroit a la fois et la ou ça devient encore plus fou c'est que dès qu'on essaye de savoir ou elle se trouve (qu'on l'observe) elle prends un seul endroit. mais lequel ?

Non, non, non, re-non et encore non !

Une particule n'est pas a plusieurs endroits en même temps, si on ne fait pas de mesure on ne sait pas, si on fait une mesure on trouve un état. Superposition d'état et densité de probabilité ça ne veut pas dire "être dans plusieurs états en même temps", chose que l'on voit souvent dans la vulgarisation mais qui est très faux et qui amène a des âneries du genre ; dans les fentes de Young le photon passe par les deux fentes en même temps ...

Si un photon est dans un état de superposition de polarisation horizontal et vertical, il n'est pas l'un et l'autre, il n'est pas un "truc" a 45°, ou quoi que ce soit d'autre que l'on peut imaginer puisque rien a notre échelle a ce comportement, la seule description correcte est le formalisme quantique : |horizontal> + |vertical>, pour revenir sur les fentes de Young le photon ce trouve dans l'état |fente 1> + |fente 2>, si on fait une mesure on trouve une fente ou l'autre mais on détruit les franges d'interférences, si on ne fait pas de mesure on sait pas ou passe le photon et il marque un impact sur l'écran, encore une fois une positon unique.

[invitefa94d55c]

Bonsoirs !

e vais vous donnez ma version personel de la Physique quantique.


La physique quantique est l'étude de la toile quantique, c'est a dire un réseaux, qui a premiere vue ressemble a une toile d'araigné, et cette toille étais active en tissage bien avant l'apparition des quark et gluon.

Voici en quelque un de mes mots la physique quantique, mais cela n'engage que moi.

Pour moi la premiere expresion de notre Univers fut quantique.
. .

[invite76543456789]

Salut!

Bonjour,




Non, non, non, re-non et encore non !

Une particule n'est pas a plusieurs endroits en même temps, si on ne fait pas de mesure on ne sait pas, si on fait une mesure on trouve un état. Superposition d'état et densité de probabilité ça ne veut pas dire "être dans plusieurs états en même temps", chose que l'on voit souvent dans la vulgarisation mais qui est très faux et qui amène a des âneries du genre ; dans les fentes de Young le photon passe par les deux fentes en même temps ...

Mouais, je suis pas vraiment convaincue par ton raisonnement. Globalement ce qui change c'est l'interpretation que tu fais de la chose, mais le calcul, et les predictions en elle meme ne changent pas. Personnellement j'ai toujours considere (et je crois me souvenir que Dalibard aussi par exemple) que l'electron meme isolé passait a la fois par les deux fentes, justement parce que les deux etats sont superposés.

Si un photon est dans un état de superposition de polarisation horizontal et vertical, il n'est pas l'un et l'autre, il n'est pas un "truc" a 45°, ou quoi que ce soit d'autre que l'on peut imaginer puisque rien a notre échelle a ce comportement, la seule description correcte est le formalisme quantique : |horizontal> + |vertical>, pour revenir sur les fentes de Young le photon ce trouve dans l'état |fente 1> + |fente 2>, si on fait une mesure on trouve une fente ou l'autre mais on détruit les franges d'interférences, si on ne fait pas de mesure on sait pas ou passe le photon et il marque un impact sur l'écran, encore une fois une positon unique.

Dire qu'il est a la fois dans les deux etats, c'est justement dire que son état c'est |etat1>+|etat2> (a un facteur pres), c'est juste une manière de dire la chose, et a chaque fois que tu mesure qqch (dans le cas ou tu mesure l'etat de la fente, ou alors l'impact dans un ecran) tu change l'experience.

De plus quand tu mesures l'impact de l'electron sur l'ecran, tu reduit le paquet d'onde... donc oui il sera dans un etat bien precis, puisque tu l'as projeté sur cet état, quand tu ne mesures pas, dire qu'il est dans un etat superposé, dans plusieurs états a la fois, n'est pas du tout incoherent. Encore une fois c'est une interprétation, dans les faits cela ne change rien.

Enfin pour chipoter un peu, je dirais que ce que tu mesure c'est pas l'electron sur l'ecran mais l'interaction de celui ci avec l'ecran, qui elle est bien localisée

[mariposa]

Salut!

Mouais, je suis pas vraiment convaincue par ton raisonnement. Globalement ce qui change c'est l'interpretation que tu fais de la chose, mais le calcul, et les predictions en elle meme ne changent pas. Personnellement j'ai toujours considere (et je crois me souvenir que Dalibard aussi par exemple) que l'electron meme isolé passait a la fois par les deux fentes, justement parce que les deux etats sont superposés.

Bonjour,

L'électron ne passe pas du tout par les 2 fentes car cela vaudrait dire que la "particule" quantique est assimilable à la particule classique. En MQ il n y a ni particules, ni ondes qui sont l'un et l'autre des concepts de la physique classique.

L’intérêt pédagogique de l'expérience de diffraction des trous Young c'est justement de montrer que les 2 concepts ondes et particules sont inopérants. L'inconvénient pédagogique de l'expérience de diffraction des trous Young est de pas donner l'explication correcte dans la foulée, car c'est pédagogiquement impossible.


Pour faire comprendre la caractère singulier de la MQ J-M Leblond avait proposé le concept de quanton ce qui avait l'avantage de ne plus prononcer les mots particules et ondes. Malheureusement cette proposition pertinente, bien que non contestée par quiconque, n'a pas pas été suivie.

[invite76543456789]

Encore une fois, tout ceci n'est que question de convention et de vocabulaire (et n'a donc in fine pas grande importance a partir du moment où on s'est mis d'accord pour avoir le meme).
Je ne pense pas qu'il y ait une definition univoque de particule (ou meme d'onde), elle change en fonction du contexte. Qu'on decide de l'appeler particule, semi particule, particule quantique, quanton, ou chaussette ecossaise, n'a au final aucune importance si nous parlons bien de la meme chose.

De meme si quand on dit que "la particule passe par les deux trous a la fois", cela veut dire pour nous l'etat est la supersoition de |passage par le trou 1>+|passage par le trou 2> alors je ne vois pas ce qu'il y a de reprehensible a le dire, du moment que cela conduit au bon calcul et au bon resultat.

Ce qui peut changer c'est eventuellement l'interpreation de la chose (qu'est ce que ca veut dire "passer par la fente"). Mais ca, ca n'est deja plus de la physique, et je ne pense pas qu'il y ait de reponse univoque la non plus.

[invite6754323456711]

Encore une fois, tout ceci n'est que question de convention et de vocabulaire

Mal nommer les choses, c'est ajouter au malheur du monde "Albert Camus". Derrière l'apparente neutralité des mots et des syntaxes se cachent bon nombre de non dit.

Patrick

[doul11]

Salut MissPacMan

Mouais, je suis pas vraiment convaincue par ton raisonnement. Globalement ce qui change c'est l'interpretation que tu fais de la chose, mais le calcul, et les predictions en elle meme ne changent pas. Personnellement j'ai toujours considere (et je crois me souvenir que Dalibard aussi par exemple) que l'electron meme isolé passait a la fois par les deux fentes, justement parce que les deux etats sont superposés.

Le problème c'est qu'expérimentalement on ne peut pas montrer qu'une particule peut être a plusieurs endroit en même temps, c'est un argument fort

Dire qu'il est a la fois dans les deux etats, c'est justement dire que son état c'est |etat1>+|etat2> (a un facteur pres), c'est juste une manière de dire la chose, et a chaque fois que tu mesure qqch (dans le cas ou tu mesure l'etat de la fente, ou alors l'impact dans un ecran) tu change l'experience.

La superposition d'état est un état a part entière, purement quantique, aucun mots du langage n'est adapté pour le décrire, "a la fois dans les deux états" me semble conceptuellement très trompeur, surtout pour les néophytes, on peut voir des erreurs de compréhension récurrentes sur le forum a cause de ça. Peut être que pour toi c'est la même chose car tu connais le sujet, mais ce n'est pas le cas de tout le monde.

Enfin pour chipoter un peu, je dirais que ce que tu mesure c'est pas l'electron sur l'ecran mais l'interaction de celui ci avec l'ecran, qui elle est bien localisée

Même pas

l'électron n'est qu'un modèle, l'interaction source + fentes + écran peut ce modéliser par un "truc" apparemment plutôt quantique, une particule quantique ... mais peut être autre chose ?

[Deedee81]

Salut,

Mal nommer les choses, c'est ajouter au malheur du monde "Albert Camus". Derrière l'apparente neutralité des mots et des syntaxes se cachent bon nombre de non dit.

C'est clair que c'est le coté pédagogique le plus difficile (à mon sens) : employer des termes à la fois corrects et compréhensibles.

Par contre les désaccords ci-dessus montrent bien que la MQ est assez difficile à interpréter (je n'emploie pas le terme comprendre, car comprendre le formalisme mathématique et son usage physique est suffisant) et donc à expliquer à un profane.

Ce qui peut être bien pour illustrer quelques propriétés quantiques caractéristiques c'est de choisir quelques expériences simples, à la Feynman, de les décrire, comme le ferait un physicien ne comprenant pas encore la MQ, et de mettre en évidence ce qui rend curieux et tout à fait caractéristique les résultats observés.

Par contre, c'est un peu long à faire dans un Forum. Mais si quelqu'un a des références vulgarisées de ce type pour Celssius....

Moi je conseile déjà "l'étrange histoire des quanta". Il aborde l'aspect historique et certaines difficultés rencontrées. Ce n'est pas encore dans le style que je conseille ci-dessus, mais c'est un bon début.

[invite76543456789]

Mal nommer les choses, c'est ajouter au malheur du monde "Albert Camus". Derrière l'apparente neutralité des mots et des syntaxes se cachent bon nombre de non dit.

Patrick

Et bien pour une fois, je vais etre en desacord avec Camus. Je pense que donner tel ou tel nom a une chose n'a aucune espece d'importance.
Je met la suite en blanké pour ne pas nuire au reste de la converstion pour d'eventuels lecteurs

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J'ai deux exemples en tete, l'origine de l'appelation quarck par exemple, qui a une origine pour le moins farfelue, je ne pense pas que cela ait jamais prete a un quelconque qui proquo ou quoi que ce soit. Je me rappelle aussi une anecdocte dans laquelle laurent schwartz avait choisi de baptiser certains operateurs hypoelliptiques, ce qui avait ensuite donné lieu a une conference s'intitulant, "Certains operateurs elliptiques ne sont pas hypoelliptiques". Pourtant la terminologie est restée.

Salut MissPacMan



Le problème c'est qu'expérimentalement on ne peut pas montrer qu'une particule peut être a plusieurs endroit en même temps, c'est un argument fort




La superposition d'état est un état a part entière, purement quantique, aucun mots du langage n'est adapté pour le décrire, "a la fois dans les deux états" me semble conceptuellement très trompeur, surtout pour les néophytes, on peut voir des erreurs de compréhension récurrentes sur le forum a cause de ça. Peut être que pour toi c'est la même chose car tu connais le sujet, mais ce n'est pas le cas de tout le monde.

Sur le fond je suis d'accord avec toi, mais je doute quand meme que cela induise a de vraies erreurs. Je m'explique. Cela peut induire une erreur dans l'interpretation de qqch (vis a vis d'une autre interpretation). Mais ca n'est pas une vraie erreur. Une vrai erreur serait qu'un etudiant (ou n'importe qui d'autre) suite a cette idée que la particule passe à la fois par les deux fentes, arrive à en faire un calcul qui prouverait selon lui, qu'il ne peut pas y avoir d'interferences. Là oui, ce serait dommageable. Mais s'il pense que l'electron ne passe par aucune fente, par une ou l'autre, ou les deux a la fois (ou meme autre chose) et qu'au final il trouve la bonne figure d'interference et la bonne largueur des franges, alors... il n'y a pas d'erreur (et pas d'induction en erreur).

Bref je m'arrete la car je ne veux pas trop devier.

[invitef17c7c8d]

C'est surprenant que MissPacman soit autant à côté de la plaque sur cette question.

C'est une superposition d'états quantiques, c'est à dire des états qui sont à la fois des ondes et des particules.

Et pour cela il existe un moyen irréfutable de le montrer, donc avec des maths, mais des maths simples.

Lorsqu'on part de l'Hamiltonien, on cherche deux choses pas une. C'est deux choses correpondent à la dualité onde/corpuscules.

Ce sont les valeurs propres et les vecteurs propres.

Les valeurs propres sont les énergies et correpondent donc à l'aspect corpusculaire.
Les vecteurs propres sont les fonctions d'ondes et correspondent donc à l'aspect ondulatoire.

Maintenant avec ceci en tête, il n'est plus possible de faire de confusion!

Ce n'est même pas un problème de vocabulaire n'en déplaise à u100fil...

[invite6754323456711]

Je pense que donner tel ou tel nom a une chose n'a aucune espece d'importance.

Oui, reste que la difficulté repose sur la communication des concepts/signifiés et trouver le vocabulaire adéquat aide à faciliter la représentation que nous pouvons nous en faire.

Patrick

[invite6754323456711]

C'est clair que c'est le coté pédagogique le plus difficile (à mon sens) : employer des termes à la fois corrects et compréhensibles.

Je visais un poil plus loin, qu'est-ce qui donne sens au formalisme ? Ce qui importe est son aspect prédictif relativement à un objectif donné. Ce qui nous conduit à construire des représentations abstraites permettant de faire des calculs probabilistes/modèles, en quelque sorte une idéalisation qui trouve sa consistance en la confrontant à ce que l'on observe.


Patrick

[invitef17c7c8d]

Ce n'est pas parcequ'on sait parler, que l'on sait.

Et le seul langage merveilleux pour comprendre la MQ est le langage mathématique.
Ce langage n'est pas un simple moyen de faire des calculs ou des prédictions.
Pour celui qui sait le lire, il lui donne les clés de l'univers.

Ainsi avec deux petites équations absolument anodines, on peut écrire tout l'électromagnétisme quantique:



Il y a absolument tout.

Deux équations car dualité onde/corpuscule
Une sommation car superposition d'état
pour l'aspect ondulatoire
pour l'aspect corpusculaire
pour l'incertitude quantique

Et devant le langage mathématique, aucun autre langage ne fait le poids!

[invite6754323456711]

Et devant le langage mathématique, aucun autre langage ne fait le poids!

Dame la nature.

Patrick