Mécanique quantique - Hypothèse de De Broglie
Bonjour à tous,
C'est mon 1er post, je me présente, je suis un amateur passionné par les réponses et les questions que les sciences mathématiques et physiques font apparaître, je ne suis étudiant dans aucun cursus (maths. ou phys.). Je suis à mes débuts!
La physique de l'échelle de planck m'attire particulièrement en ce moment. Quand j'ai du temps libre, je suis plongé dans les livres et sur internet je regarde les équations car elles parlent mieux que les mots et c'est de cette manière qu'est décrit (dans la mesure des connaissances de l'humanité sur le sujet) notre univers par la science. C'est le langage naturel et rigoureux des relations logiques qui lient les différents éléments du monde entre eux.
Ma question porte sur un point de départ pour la dualité onde-corpuscule de la matière ordinaire, soit sur l'hypothèse de De Broglie de "l'onde matérielle". Une généralisation de ce qui a été constaté pour le boson électromagnétique (photon) pour les hadrons et leptons...
la relation fondamentale qui permet de connaître la longueur d'onde associée à une particule est :
Lambda = h / mv (*)
La longueur d'onde est inversement proportionnelle à la quantité de mouvement de la particule considérée. h est finiement petit et vaut approximativement 6.626E-34 Joule-seconde
D'où un aspect qui en émerge et qui me trouble...
Application : si v la vitesse tend vers zero, alors lambda tend vers l'infini puisque pour tout 'm' de R, 1/mv tend vers l'infini quand v tend vers 0. Or à notre échelle celle de la vie de tous les jours on ne constate pas, même immobile, que notre monde a un caractère ondulatoire dans tous les cas de figure (pour tout 'm' de R). D'ailleurs si on calcule l'expression avec des valeurs significatives par exemple 1kg de matière se déplaçant à une vitesse de 1km/s on obtient le résultat de lambda = 10^-34 mètre. Ainsi on est d'accord pour dire que la longueur d'onde est infinitésimale, tellement petite qu'indétectable. Ok! justement j'ai choisis une vitesse importante 1km/s mais que se passe t-il, si pour la même situation on remplace la vitesse par une vitesse nulle ou plutôt quasi-nulle? je l'ai dit quand v tend vers 0; on voit lambda tendre vers un infiniment grand, soit une valeur plus que manisfeste!?
Les questions :
- Pourquoi si le calcul donne des résultats supposés perceptibles avec une vitesse proche de zero, on ne perçoit pas l'apparence ondulatoire du phénomène?
- J'ajoute, est-ce cohérent d'être confronté à une quantité non finie pour la longueur d'onde? cette équation est indéfinie avec une vitesse nulle soit pour une particule stationnaire.
- Cela implique t-il que la longueur d'onde décrite par (*) n'est valable qu'à partir du moment où la quantité de mouvement est supérieur à zero?
Je connais l'expérience de la double fente de Young réitérée par une équipe de scientifiques japonais des laboratoires de recherche Hitachi. Des électrons ont été projeté en direction d'un écran "imprimable par contact" un à un. Chacun étant détecté comme étant bien localisé au départ, soit bien considéré comme une particule puis à l'arrivée après être passés successivement par des fentes (une puis 2 rapprochées) l'électron montre bien son caractère ponctuel ainsi il est détecté à sa venue comme étant toujours une particule. L'expérience se poursuit et après un nombre très important d'électron envoyés, on peut voir apparaître un motif inatttendu. Au lieu d'avoir une figure similaire à un "jet de particules cumulées" avec 2 grands pics d'impacts (ceux contraints par les 2 dernières fentes) on obtient en effet une figure qui s'apparente à une interférence, caractéristique des ondes.
[départ : aspect corpusculaire] -> [parcours : aspect ondulatoire] -> [arrivée : aspect corpuculaire]
C'est un constat empirique outre le fait de l'existence du principe d'incertitude d'heisenberg et de l'équation de schrödinger.
Je sais également que l'interprétation de Copenhague a dominé les points de vue et a été admise (elle n'a jamais été réfutée par l'expérience). Elle nous apprend qu'aucune conclusion ne doit être formulée. L'interprêtation que l'observation pourrait produire ne peut pas être valide. Le fait de donner une image ou de se représenter les phénomènes physiques en des termes visualisables à l'échelle de planck sort du cadre de ce que la physique quantique nous enseigne. De plus l'observation détermine le caractère de l'expérience. En ce sens, outre le problème de la mesure (la mesure affecte l'expérience car elle interragie avec l'observé) l'observation elle même affecte la réalité. D'où aucune propriété quantique (la position par exemple) n'est réelle tant qu'on ne la pas observée. La description d'une telle théorie ne peut être que mathématique (idée tellement pronée par Niels Bohr). On ne peut avoir que des résultats et prédire les probabilités que tel propriété quantique a telle valeur à tel instant. Aucune analogie ne peut être faite avec la physique classique et aucune déduction ne peut se faire de la mécanique classique pour la mécanique quantique. Ce sont les inadaptations de la théorie classique pour décrire la physique atomique (ex. durée de vie limitée d'un atome avec les équations de maxwell-newton contraire à l'observation...) qui ont conduit étape par étape à construire la théorie quantique.
Afin de revenir à mes questions, je demande que dois-je comprendre? ou bien peut-être ne connais-je pas suffisamment les postulats de cette physique, la réponse pourrait-elle s'en déduire?
Merci par avance, je traverse une pièce sombre j'ai besoin d'être éclairé.
-----
Envoyé par HK484C 
? que se cache-t-il derrière tout ça? quelquechose, c'est mon unique conviction. Le principe anthropique nous le montre... 
) 
, mais sur le fond, la connaissance scientifique et l'épistémologie sont moins affaire d'opinions que d'arguments étayés autant que faire se peut sur les faits et les raisonnements.)