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Physique quantique ? Et après



  1. #1
    Castelcerf

    Physique quantique ? Et après


    ------

    Je me pose une question...

    Dans ma vision: La physique quantique correspond aux règles qui s'applique à la matière à une échelle infiniment petite.

    Mais cette échelle est elle la dernière limite ?

    Y a t'il encore quelquechose à une echelle plus petite que celle ou l'on observe la physique quantique ?
    Et si oui se pourrait il que d'autres lois existe encore ??

    -----

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  3. #2
    Deedee81

    Re : Physique quantique ? Et après

    Salut,

    Citation Envoyé par Castelcerf Voir le message
    Et si oui se pourrait il que d'autres lois existe encore ??
    Ma foi, tout est possible. Même si rien ne semble l'indiquer.

    Attention, il faut quand même distinguer la mécanique en tant que telle, c'est juste un cadre conceptuel et mathématique pour décrire les phénomènes et elle est très basique et très générale, des différentes théories utilisant la mécanique quantique (théorie non relativiste de Schrödinger, théorie relativiste de Dirac, théorie quantique des champs, modèles unifiés utilisant l'invariance locale de jauge, modèle standard de la physique des particules, théorie des cordes, gravité quantique à boucles, etc...).

    Les théories utilisant la mécanique quantique vont encore évoluer, ça c'est une certitude. On SAIT qu'il y a des problèmes dans certains domaines (manifestement difficile d'accès expérimenalement, mais le LHC va peut-être changer ça, au moins un petit peu).

    Par contre la MQ "de base" semble plutôt difficile à déboulonner.

    Mais on n'est jamais sur de rien. C'est justement ça la physique. Une perpétuelle recherche
    Keep it simple stupid

  4. #3
    Castelcerf

    Re : Physique quantique ? Et après

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Salut,
    Les théories utilisant la mécanique quantique vont encore évoluer, ça c'est une certitude. On SAIT qu'il y a des problèmes dans certains domaines (manifestement difficile d'accès expérimentalement, mais le LHC va peut-être changer ça, au moins un petit peu).

    Par contre la MQ "de base" semble plutôt difficile à déboulonner.
    OK, merci pour ces précisions sur la distinction, théorie, cadre général.

    Ma question n'envisageait pas de "déboulonner" la MQ. Enfin pas plus que la MQ n'a déboulonner la physique classique on vas dire.

    Je me demandais juste si on savais déjà si il existe une échelle plus petite que celle étudié par la MQ qu'on ne saurait pas étudié pour le moment pour des question technique, et dans cette hypothèse si à cette échelle de nouvelle base pourrait exister.

    En rapprochant un peu ma réflexion du fil sur la taille de l'univers, (infini ou pas et fractale). Je me disais qu'à partir du moment ou l'échelle fait varié les règles une fois (physique classique / MQ ), il serait d'une certaine façon "illogique" de penser qu'il n'existe que ces 2 échelles comme référentiel. Et qu'il serait plus intuitif d'envisager une multitude de référentiel.


    Tant que j'y suis, j'aurai une autre question sur la MQ desfois que quelqu'un se sente capable de banalisé plus ou mois la chose.

    Je me pose souvent la question de comment se passe la transition entre les deux échelles ?
    Que se passe t'il lorsqu'on fait des expériences à la la limite entre les deux référentiels ?

  5. #4
    Deedee81

    Re : Physique quantique ? Et après

    Salut,

    Citation Envoyé par Castelcerf Voir le message
    Ma question n'envisageait pas de "déboulonner" la MQ. Enfin pas plus que la MQ n'a déboulonner la physique classique on vas dire.
    Bien entendu, c'était juste une façon de parler

    Citation Envoyé par Castelcerf Voir le message
    Je me demandais juste si on savais déjà si il existe une échelle plus petite que celle étudié par la MQ qu'on ne saurait pas étudié pour le moment pour des question technique, et dans cette hypothèse si à cette échelle de nouvelle base pourrait exister.
    On a des difficultés à l'échelle de Planck. Mais pas avec la MQ. C'est une échelle où des théories comme la relativité générale ou la physique des particules posent de sérieuses difficultés. Il y a même des indices disant qu'il n'existe pas de longueur plus petite que la longueur de Planck.

    La MQ n'y est pas en difficulté mais on rencontre par contre des écarts avec la relativité restreinte (il ne peut y avoir de contraction des longueurs plus petite que la longueur de Planck, on parle de "transformations de Lorentz saturées"). Mais il s'agit plus d'un aménagement de la théorie à un espace assez bizarre plutôt que d'une remise en cause.

    Citation Envoyé par Castelcerf Voir le message
    En rapprochant un peu ma réflexion du fil sur la taille de l'univers, (infini ou pas et fractale). Je me disais qu'à partir du moment ou l'échelle fait varié les règles une fois (physique classique / MQ ), il serait d'une certaine façon "illogique" de penser qu'il n'existe que ces 2 échelles comme référentiel. Et qu'il serait plus intuitif d'envisager une multitude de référentiel.
    Attention au mot "référentiel", il a un sens différent en physique (il y a déjà une multitude de référentiels).

    Mais je vois ce que tu veux dire et, oui peut-être que la MQ est une approximation à "grande échelle" de quelque chose de plus fondamental (tout comme la physique classique est une approximation à grande échelle de la mécanique quantique : il est important de noter que la MQ s'applique aussi à grande échelle).

    C'est possible mais rien de ce que l'on connait de va dans ce sens, même pas un peu.

    Citation Envoyé par Castelcerf Voir le message
    Je me pose souvent la question de comment se passe la transition entre les deux échelles ?
    Mine de rien, c'est une question très vaste. Cela fait intervenir plein de choses (la MQ et les lois de la physique classique, mais aussi l'interprétation de la MQ, la thermodynamique, la décohérence, etc....)

    Mais un indice.

    On déduit des lois de la mécanique quantique que la mesure sur certaines grandeurs est limitée. Par exemple, si tu mesures la position et l'impulsion d'une particule, les précisions Dx et Dp seront toujours supérieures à une certaines quantités. Plus précisément : Dx*Dp>hbar (ou hbar est la constante de Planck divisée par 2 pi).

    L'impulsion c'est masse fois vitesse donc :
    Dx*Dv > hbar / m

    C'est une loi fondamentale, pas seulement une question de "capacité à mesurer précisément". Les choses sont vraiment comme ça (tout l'indique, par exemple le comportement physique d'un système bien défini mais mal connu et décrit par des lois statistiques est différent d'un système réellement "indéterminé").

    Ainsi, si tu mesures avec une énorme précision l'impulsion d'une particule, alors sa position devient quelconque. Elle n'est pas seulement mal connue, elle est vraiment quelconque !

    Passons maintenant à notre échelle, humaine. hbar est une quantité extrêmement petite. La formule ci-dessus n'a d'intérêt que parce que la masse m d'une particule est infime. Si tu prends la masse m d'un objet comme une table, hbar / m sera infinitésimal. C'est-à-dire qu'en pratique Dx*Dv pourra être extrêmement petit. En pratique, avec nos yeux (et même des instruments très précis), nous ne sommes pas capable de voir cette "incertitude". La table a un position et une vitesse précise, à nos yeux. On ne constate pas ce flou quantique.

    On est donc passé de ce monde curieux où la position et/ou la vitesse sont floue à un monde où les objets sont bien là où on les trouve et où ils ne foutent pas le camp à toute vitesse quand on essaie de les regarder

    Citation Envoyé par Castelcerf Voir le message
    Que se passe t'il lorsqu'on fait des expériences à la la limite entre les deux référentiels ?
    Là aussi c'est une super bonne question.

    Cela s'appelle le domaine mésoscopique (si tu veux faire quelques recherches par exemple sur internet).

    C'est un domaine en plein essort car la miniaturisation (par exemple en électronique) atteint maintenant ce niveau.

    Et on a des difficultés.... Non pas parce que nos théories sont fausses mais parce qu'elles sont difficiles à appliquer.

    A cette échelle, les lois de la physique classique ne marchent plus bien (par exemple, les lois de l'électricité pour l'électronique). Il faut donc appliquer les lois de la mécanique quantique. Mais... ces lois sont comme toutes les équations mathématiques du monde : facile à utiliser quand tu as deux ou trois variables, épouvantables à utiliser quand tu as des centaines de variables. Dès qu'il y a plus que quelques particules, les calculs "exacts" deviennent irréalisables. On a ça avec tout : par exemple, il est impossible de résoudre le cas général de la théorie de la gravitation de Newton avec seulement trois corps, on doit résoudre des cas particulier ou faire des approximations ou des analyses numériques.

    Ca me rappelle une anecdote. Une société chechant à comprendre le comportement des électrons dans une structure électronique mésoscopique. Les calculs étant trop compliqué, les physiciens utilisèrent un énorme calculateur pour résoudre les équations. Au bout d'un moment, les physiciens s'écrièrent, "Hourra, les résultats sont sortis". L'ingénieur s'exclama alors : "bon, ok, l'ordinateur a compris, maintenant j'aimerais bien comprendre aussi" Je ne sais pas si c'est une anecdote réelle ou une blague de physicien ou d'ingénieur. J'ai lu ça dans un article parlant des difficultés de mettre en forme (par exemple sous forme visuelle) les résultats qui sortent d'un ordinateur.

    Il faut donc mettre au point des méthodes numériques, des méthodes approximatives (approximations de la MQ, mais pas trop fort, pour ne pas retomber sur la physique classique), des méthodes statistiques,.... Et c'est en plein boum (depuis un moment, je n'ai pas suivi tous les progrès).
    Keep it simple stupid

  6. #5
    noir_ecaille

    Re : Physique quantique ? Et après

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Ca me rappelle une anecdote. Une société chechant à comprendre le comportement des électrons dans une structure électronique mésoscopique. Les calculs étant trop compliqué, les physiciens utilisèrent un énorme calculateur pour résoudre les équations. Au bout d'un moment, les physiciens s'écrièrent, "Hourra, les résultats sont sortis". L'ingénieur s'exclama alors : "bon, ok, l'ordinateur a compris, maintenant j'aimerais bien comprendre aussi" Je ne sais pas si c'est une anecdote réelle ou une blague de physicien ou d'ingénieur. J'ai lu ça dans un article parlant des difficultés de mettre en forme (par exemple sous forme visuelle) les résultats qui sortent d'un ordinateur.
    Ah les problèmes d'ergonomie et de programmation...
    Tout savoir a forcément une dimension humaine

    J'ai un peu du mal dès qu'on sort de la culture général avec la MQ. Surtout quand des voix s'élèvent pour clamer que "la réalité n'est qu'informations"
    Si un bénévole voulait bien expliquer/ré-exrpimer ça...

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Castelcerf

    Re : Physique quantique ? Et après

    Merci pour ta réponse, j'ai de quoi méditer avec tout cela

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  10. #7
    Deedee81

    Re : Physique quantique ? Et après

    Salut,

    Citation Envoyé par noir_ecaille Voir le message
    "la réalité n'est qu'informations"
    C'est tout bête en fait.

    Tout ce que tu peux obtenir sur le monde qui t'entoure, c'est via tes sens ou des appareils de mesure. Dans chaque cas, c'est un flux de données, d'informations (au sens de Shanon) qui transitent à travers divers canaux depuis une interaction (par exemple, l'interaction entre la lumière et un objet et qui t'apporte de l'information sur sa couleur, etc...)

    Cette approche par "l'information" est intéressante en MQ car la description du monde qu'elle fait est particulièrement élémentaire. Par exemple, l'état d'une particule peut se résumer à très peu de chose, encodé dans la fonction d'onde. Et la MQ dit que tout, absolument tout ce qu'il y a à savoir sur l'état de la particule est dans la fonction d'onde (ça reste à prouver mais tout semble l'indiquer, voir ci-dessous *). De plus, l'analyse de la théorie montre que les éléments d'informations quantiques obéissent à une logique élémentaire et bien précise (appelée logique quantique).

    Toutefois dire que "tout n'est qu'informations" est un pas que j'ai du mal à franchir car même si tout ce que l'on peut obtenir de la réalité n'est qu'information (point de vue relationnel) cela ne prouve en rien l'absence d'une réalité objective indépendante d'un transfert d'informations. Cette affirmation est très positiviste et je ne suis pas positiviste

    * Concernant le fait que la mécanique quantique serait complète (dans un sens bien précis). Beaucoup de choses semblent le montrer.

    - Le principe d'indétermination de Heisenberg dit que l'on ne peut mesurer certaines quantités simultanément avec une précision absolue, comme la position et l'impulsion. Pour Einstein et d'autres c'était un indice que la MQ était incomplète. Que la MQ ne donnait que des propriétés statistiques de variables internes plus fines. Mais toutes les expériences semblent indiquer le contraire. Il semble plutôt que la position et l'impulsion ne soient que des propriétés "approximatives" d'objets à la nature quelque peu bizarre (la MQ a un comportement ondulatoire, bien qu'une particule quantique ne soit pas une onde classique stricto sensus, et une onde n'a pas n'on plus de position unique bien définie et, dans la plus part des cas, n'a pas non plus une longueur d'onde unique bien définie. Notons qu'en MQ la longueur d'onde est reliée à l'impulsion).

    - Certains comportement très particuliers, les statistiques de Bose-Einstein (à l'origine du laser, de la supraconductivité, des condensats,...) et de Fermi-Dirac (à l'origine du principe d'exclusion et... de la stabilité de la matière !) sont une conséquence du caractère indiscernable des particules. Il n'y a rien qui ressemble plus à un électron qu'un autre électron. S'il y avait des paramètres internes plus fins inconnus, ces électrons ne seraient pas totalement indiscernables (même si nous on ne s'en rendait pas compte).

    - On peut essayer de construire des théories "classiques" à "variables cachées" reproduisant la MQ (par exemple la mécanique bohmienne pour la MQ non relativiste). Mais ces théories sont incroyablement contraintes. Pour qu'elles respectent la MQ, il faut qu'elles obéissent à des théorèmes (directement sur les variables cachées ou non) : théorème de Bell, de Kochen et Specker, de Malament, de Leggett,... Tous ces théorèmes ont été vérifiés expérimentalement... en faveur de la MQ. Et tous ces théorèmes ont des aspects vraiment bizarres (un des pires est celui de Kochen et Specker qui montre le caractère "contextuel" des théories, à savoir que toute mesure dépend de l'objet mesuré mais aussi de la manière de mesurer. Impossible d'avoir les "vraies" valeurs caractérisant l'objet. On en revient au relationnel !!!).

    Ce dernier point rejoint aussi le premier car c'est en vérifiant expérimentalement que la MQ avait raison dans les expériences d'intrication quantique (expériences parfois dites "EPR" du nom de Einstein, Podolsky et Rosen qui avaient publié un article célèbre sur "la mécanique quantique est-elle complète ?"), grâce au théorème de Bell, qu'on a montré que Einstein s'était trompé en affirmant que la MQ était incomplète.
    Keep it simple stupid

  11. #8
    noir_ecaille

    Re : Physique quantique ? Et après

    Ça demande de lire beaucoup d'articles connexes mais je conçois mieux ce qu'est la MQ.

    Merci beaucoup

  12. #9
    stefjm

    Re : Physique quantique ? Et après

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Mais on n'est jamais sur de rien. C'est justement ça la physique. Une perpétuelle recherche
    Je suis d'accord mais que pensez de ceux qui pensent le contraire?

    Fin de la science!

    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  13. #10
    Deedee81

    Re : Physique quantique ? Et après

    Salut,

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    Je suis d'accord mais que pensez de ceux qui pensent le contraire?

    Fin de la science!
    Je pense que c'est une attitude assez prétentieuse.

    Cette attitude était fréquente en physique classique fin du dix-neuvième siècle. On sait combien ils se sont trompés.

    Ce n'est évidemment pas une preuve mais incite plutôt à la prudence et l'humilité .
    Keep it simple stupid

  14. #11
    doul11

    Re : Physique quantique ? Et après

    bonjour,

    la fin de la science ?

    on pourra dit que l'on s'approche de la fin de la science quand on maîtrisera la mécanique quantique, compris de fonctionnement de l'esprit humain, exploré la totalité de l'univers, quel l'on saura ce qu'il y avait avant le bigbang et la plus belle pour la fin : pourquoi l'univers existe ?

    on est dans une période ou chaque découverte scientifique ouvre une nouvelle voie pour comprendre de nouvelles choses, comment peut on penser que la fin de science est proche ?
    La logique est une méthode systématique d’arriver en confiance à la mauvaise conclusion.

  15. #12
    Deedee81

    Re : Physique quantique ? Et après

    Citation Envoyé par doul11 Voir le message
    on est dans une période ou chaque découverte scientifique ouvre une nouvelle voie pour comprendre de nouvelles choses, comment peut on penser que la fin de science est proche ?
    T'es encore plus dur que moi Mais je suis d'accord avec ce que tu dis.

    Il faudrait consulter les propos de Hawking ou de Renouvier sur ce propos pour voir comment ils en arrivent à une telle conclusion.

    Quelqu'un aurait un lien ? (je n'ai pas trouvé en passant par Wikipedia, sauf références bibliographiques, bien sûr. Les ouvrages de Renouvier sont en lignes, mais pour trouver le bon passage dans le bon livre, gaspppp !)
    Keep it simple stupid

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