Le XXIème siècle sera-t-il un siècle de science appliquée et expérimentale ?

[DarK MaLaK]

Bonjour,

Dans la première moitié du XXème siècle, beaucoup de théories se sont développées et ont révolutionné la physique. Les expériences qui permettaient de les valider demandaient souvent du génie mais pas forcément beaucoup de technique. Mais qu'en est-il aujourd'hui ?

Le modèle standard de la physique est quasiment validé et les physiciens se sont attaqué aux théories au-delà de ce modèle (comme la supersymétrie, la théorie des cordes, etc.). Mais pour confirmer ou infirmer ces théories, il faut mettre en œuvre des expériences énormes incluant des accélérateurs de particules gigantesques qui puissent atteindre des énergies colossales. Finalement, la physique théorique ne stagne-t-elle pas en raison du manque de technique (de temps, d'argent...) qui nous empêche de différencier un modèle valable pour décrire l'univers d'un délire mathématique (Higgs espère depuis 50 ans que son boson/champ existe) ?

En ce qui concerne la physique quantique, les inégalités de Bell ont mis assez longtemps avant d'être testées expérimentalement. Finalement dans ce domaine, beaucoup de concepts théoriques peuvent maintenant être testés expérimentalement ou appliqués (on essaie de mettre en œuvre la cryptographie quantique, l'ordinateur quantique, on fait des expériences sur les états intriqués...). Je sais que des théoriciens travaillent à perfectionner la théorie en optique quantique mais j'ignore si leur travail a eu de grandes répercussions récemment.

La question que je souhaiterais débattre est donc : est-ce que ça a un sens actuellement pour un physicien de se lancer dans la physique théorique alors qu'il semble que ce qui est proposé théoriquement ne pourra être testé expérimentalement que dans quelques décennies, même quand les expériences sont déjà imaginées (collisions de particules à haute énergie) ?

Quel est votre avis ? Vaut-il mieux se lancer dans les sciences appliquées (nanotechnologies...) ?
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[mariposa]

La question que je souhaiterais débattre est donc : est-ce que ça a un sens actuellement pour un physicien de se lancer dans la physique théorique alors qu'il semble que ce qui est proposé théoriquement ne pourra être testé expérimentalement que dans quelques décennies, même quand les expériences sont déjà imaginées (collisions de particules à haute énergie

) ?

Bonjour,

Ta vision de la physique théorique est erronée: tu confonds lois fondamentales et physique théorique.

Par exemple: On ne sait pas expliquer la supraconductivité à haute température alors que l'on connait sur le bout des doigts la MQ.

Quel est votre avis ? Vaut-il mieux se lancer dans les sciences appliquées (nanotechnologies...) ?

Encore une erreur: Tu opposes physique théorique et sciences appliquées. Les sciences appliquées ont besoin d'une activité de physique théorique.


Ce que tu peux éventuellement opposer (du point de vue style de travail) c'est physique expérimentale contre physique théorique.

[DarK MaLaK]

Dans ce cas, peut-être que tu peux m'expliquer comment travaille un physicien théoricien (dans les domaines que tu maîtrises le mieux) car je n'en ai pas rencontré beaucoup. Je connais des gens qui modélisent des phénomènes sur des ordinateurs (supercalculateurs) mais la modélisation ne peut pas vraiment reproduire les conditions expérimentales, donc les autres physiciens (qui eux font la même chose sous forme expérimentale) semblent penser que cette modélisation n'est pas très utile.

Et dans mon premier message, je fais surtout référence à la physique fondamentale et les lois de l'univers, oui. Mais on peut parler de la modélisation de tous les phénomènes en physique appliquée, bien sûr, ça fait aussi partie du sujet. Et j'ai justement l'impression que la physique théorique liée à la physique appliquée évolue plus que la physique théorique liée aux lois fondamentales de l'univers, car il n'y a pas toujours la possibilité dans ce cas de faire des vérifications expérimentales.

[ThM55]

Bonjour. En effet, l'activité théorique peut très bien être liée à des domaines de recherches qui ont de nombreuses applications techniques et d'intérêt économique. Par exemple quand on veut déduire ab initio des propriétés physiques de matériaux, un domaine de recherche toujours très actif. Ou la biophysique, etc. En général dans ces cas là on part de théories connues et on en cherche des applications, mais l'approche peut très bien être celle du théoricien.

Mais je comprends que votre message concernait plutôt la physique "fondamentale", dans laquelle on essaie d'étendre ou de renouveler les théories existantes. Effectivement, c'est certainement plus incertain, et ce n'est pas un hasard s'il y a moins de chercheurs dans ces domaines que dans les domaines précités. Néanmoins, les progrès techniques peuvent apporter des surprises. L'exemple du prix Nobel 2011 Saul Perlmutter est intéressant: au début de sa carrière, c'était un physicien des particules (expérimentateur). Quand Clinton a supprimé le projet d'accélérateur SSC, il a décidé de se réorienter vers la cosmologie, qui connaissait, et connaît toujours actuellement, un véritable âge d'or expérimental. Sa découverte fut une petite révolution en cosmologie. Voilà un bel exemple où un "modèle standard" fondamental a été pris en défaut. On peut aussi se rappeler que le professeur de Max Planck lui avait déconseillé une thèse en physique théorique, le sujet étant d'après lui virtuellement clos, à part quelques problèmes marginaux comme celui du corps noir...

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

Je connais des gens qui modélisent des phénomènes sur des ordinateurs (supercalculateurs) mais la modélisation ne peut pas vraiment reproduire les conditions expérimentales, donc les autres physiciens (qui eux font la même chose sous forme expérimentale) semblent penser que cette modélisation n'est pas très utile.

Bonsoir à toi,
On ne sait "modéliser" que ce qui a été EXPERIMENTE...( couteusement).
La "modélisation" permets d' eviter les expérimentations couteuses.
Exemple: l'A320 a pu etre "modélisé" à partir de toutes connaissances ( expérimentations) acquises en aéronautique.
Autre, si j'ai bonne mémoire les "essais" ( on expérimente ) ne sont plus grandeurs natures. Maintenant c'est "modélisé" via
informatique.
Volià deux cas (et il y en a certainement des tas d'autres) ou
la modélisation a son coté ...utile !

Pas trés utile la modélisation !!
Bonne soirée

[coussin]

Non. Un modèle théorique peut être élaboré avant toute expérience s'y rapportant.

[EauPure]

il semble que ce qui est proposé théoriquement ne pourra être testé expérimentalement que dans quelques décennies, même quand les expériences sont déjà imaginées (collisions de particules à haute énergie) ?

Il n'y a pas que le LHC dans la vie d'un physiciens, il faut jamais voir le verre à moitié vide.
Ce qu'il y a de nouveau et de positif pour l'expérimental c'est que l'évolution rapide de la technologique a besoin de recherche expérimentale et beaucoup plus qu'avant.
Comme vous le dite, dans le domaine des transmissions par fibre optique qui on toujours besoins de plus de débit on est passé du photons par bit au bits par photon et on en est à 13 ce qui donnerait une limite plus basse d'un facteur 9 à la limite de Landauer ce qui a des répercussion sur la théorie de l'information et questionne sur la formule de l'entropie.
Cela est encore à débattre dans ce forum mais c'est pour montrer que des quantité énorme de données expérimentales sont déjà disponibles et n'ont pas été exploité par les physiciens, même au LHC

et des expériences simples comme mesures de luminance monochromatique d'un corps noir
Sont introuvables

[albanxiii]

Bonjour,

C'est très orienté physique des particules tout ça... Il n'y a pas que ça en physique théorique/
Cherchez ce que disait Pierre-Gilles de Gennes sur la "big science". On en trouve quelques mots dans cette revue du livre "Pierre-Gilles de Gennes, a life in science" http://www.physicstoday.org/resource...s1?bypassSSO=1 ou un extrait ici http://books.google.fr/books?id=2t9C...cience&f=false

@+

[EauPure]

Ou en français : une vie de scientifique et en plus
que ses enfants n'ont pas embrassé

Ma vie familiale a connu bien des perturbations : depuis l'âge de vingt-deux ans, j'ai consacré au travail presque tous mes week-ends. Cela m'a empêché de voir mes enfants : je le regrette aujourd'hui, et mon attitude serait certainement différente.

Mon fils est médecin, suivant la tradition familiale; l'une de mes filles s'occupe de négociations entre les firmes françaises et l'Union soviétique, où elle voyage souvent ; l'autre, une artiste, fait des sculptures sur métal et de l'aménagement en urbanisme. Ma femme a créé à Orsay, il y a deux ans, un restaurant qui a vite connu la notoriété et l'oblige à travailler bien plus que moi.

[Xoxopixo]

Bonjour,

C'est très orienté physique des particules tout ça... Il n'y a pas que ça en physique théorique/

Disons que la théorie et parfois les découvertes fortuites orientent les recherches et les developpements ouvrant de nouvelles voies technologiques.
L'electricité par exemple n'a rien d'un phénomène fondamental au niveau théorique, c'est l'utilisation de fils conducteurs qui en a fait un domaine de la physique.

L'electricité a ensuite mené à l'electronique puis à la spintronique.
Voir l'exemple de la magnétisation du carbone, et plus récemment du graphène, amenant à des nouveaux développements dans le domaine de la spintronique :

De la spintronique avec du graphène
Le graphène pourrait conduire à une révolution dans le domaine des matériaux magnétiques, comme celle découlant des travaux du prix Nobel de physique Albert Fert.

Or, justement, un groupe de physiciens de l’IMDEA Nanoscience Institute, de l’université autonome et de l’université complutense de Madrid vient de publier un article dans Nature Physics au sujet de la synthèse d’un nouveau matériau magnétique à base de graphène.

Ce n’est en effet pas la première fois que l’on fabrique un tel matériau.
L’un des découvreurs du graphène, André Geim, était déjà parvenu à cet exploit qui fait rêver bon nombre de laboratoires de la planète.

http://www.futura-sciences.com/magaz...raphene-46558/

[gatsu]

Et dans mon premier message, je fais surtout référence à la physique fondamentale et les lois de l'univers, oui. Mais on peut parler de la modélisation de tous les phénomènes en physique appliquée, bien sûr, ça fait aussi partie du sujet. Et j'ai justement l'impression que la physique théorique liée à la physique appliquée évolue plus que la physique théorique liée aux lois fondamentales de l'univers, car il n'y a pas toujours la possibilité dans ce cas de faire des vérifications expérimentales.

Salut,

Je ne suis pas sur de comprendre ce que tu appelles "physique appliquee" ici. Tu sembles imaginer que tout ce qui n'est pas en rapport avec la physique des particules est applique alors que ce n'est pas le cas. La majorite des physiciens theoriciens travaillant sur autre chose que les hautes energies font egalement de la physique fondamentale. La raison en est que lorsqu'on passe d'une echelle spatio-temporelle a une autre, de nouvelles proprietes emergent qui different des proprietes a l'echelle de deux particules en interaction.

Par exemple, le second principe de la thermodynamique (la fleche du temps !) n'existe pas en physique des hautes energies. Le probleme sur la supraconductivite a haute temperature critique mentionne pas mariposa est un probleme fondamental car on ne comprend tout simplement pas ce qu'il se passe et il faut donc faire preuve d'inventivite pour essayer d'expliquer ce qu'il se passe et il est assez clair que de la nouvelle physique va emerger de ce probleme. Pour donner un exemple historique sur le sujet, avant la theorie BCS, les gens n'avait pas imagine que des electrons pouvaient s'attirer...il me semble (mariposa me correctera le cas echeant).

Les exemples de ce type sont legion et le fait que la science actuelle semble progresser d'avantage sur ces aspects que pour aller au dela du modele standard de la physique des particules n'est pas etonnant car ce dernier probleme est finalement marginal en physique meme si interessant, comme tout le reste.