Bonjour
savez vous quelles sont les applications actuelles de la physique quantique, non pas au niveau des recherches dans les laboratoires, mais dans notre vie quotidienne.
Le microscope à effet tunnel, la cryptographie et quoi d'autre encore?
Merci pour votre aide.
Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.
Tous les transistors à base de Silicium dopé, pour ne citer qu'eux ...
Bonsoir,
Il y a notamment le laser (un grand poncif pour ce genre de question) et la magnétorésistance géante ayant permis une fort augmentation de la capacité des disques durs dans les années 2000.
Si on prend en compte toutes les applications liée au laser (support de stockage, métrologie, et autre innombrables applications), à l'électronique à base de transistor et de disque dur, soit toute l'informatique, on peut dire que quasiment toute l'économie mondiale est peu ou proue dépendante d'applications qui n'existeraient pas sans la physique quantique.
Dernière modification par Gilgamesh ; 15/09/2013 à 21h05.
Parcours Etranges
Ok, merci pour ta contribution, mais concrètement, comment l'effet quantique est utilisé pour les transistors?Envoyé par Sethy
Idem: est ce que ces produits ont été conçus à partir de la théorie de la mécanique quantique? Ou est ce qu'on a constaté des effets quantiques lors de l'utilisation de ces produits?
Dernière modification par evrardo ; 15/09/2013 à 21h07.
Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.
Le principe même du laser est quantique. Il n'aurait pas pu être imaginé hors de ce cadre théorique.
De même pour les transistor à semi conducteur.
(on peut faire des transistor à lampe, "non quantique", mais il n'y aurait pas pu y avoir de miniaturisation sans passer par les semi conducteur)
Un petit historique ici :
http://www.rosencher.com/Conferences..._Quantique.pdf
Dernière modification par Gilgamesh ; 15/09/2013 à 21h12.
Parcours Etranges
Bonjour,
merci pour ce lien très instructif !
Y a t il parmi les réalisations décrites dans ce document une qui fasse explicitement référence à la non-séparabilité ? Ou bien ne sommes nous qu'au début de son exploitation ?
Bonjour,
voir cette conférence :
Le monde quantique au travail : l'optoélectronique
Les transistors et les circuits intégrés sont fabriqués en juxtaposant des éléments de silicium dopés P ou N. La différence entre les deux est l'énerge de la bande électronique de conduction dans le cristal. Le fait qu'il existe un bande de conduction est un phénomène quantique : les électrons se comportent comme des ondes dans le solide, et le principe d'exclusion de Pauli leur interdit d'avoir tous la même énergie. Ils adoptent donc tous une énergie légèrement différente. Comme il y a un très grand nombre d'électrons dans un petit morceau de cristal, la dispersion de ces valeurs, très proches les unes des autres, forme un continuum appelé "bande d'énergie".
En ajoutant des impuretés dans le cristal de silicium, on perturbe le niveau de ces bandes d'énergie, en positif ou en négatif. D'où les appellations P et N.
Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.
Bonjour, en pratiquue comment fait-on pour créer des milliards de transistors comme dans un processeur( lithogravure)?
Tiens, en passant ,une question à une personne qui semble bien s'y connaître. Sur quel "principe de base" quantique repose cette représentation en bande d'énergie? Car durant mes études et des cours de physique des semi-conducteurs, on représentait "spatialement" les niveaux d'énergie dans un barreau de silicium(diode, transistor,...) par une ligne continue en fonction d'une abscisse le long de ce barreau de silicium. Or dans cette représentation, on perd totalement la représentation microscopique de ce qu'est réellement un barreau de silicium, c'est à dire un réseau spatial d'atome ayant une certaine périodicité: on devrait donc en théorie retrouver cette même périodicité spatiale pour ce qui est des niveaux d'énergie. Ma question est simple: qu'est-ce qui fait qu'on peut s'affranchir de cette périodicité spatiale pour représenter les niveaux d'énergie dans un semi-conducteur, par exemple?
La curiosité est un très beau défaut.
Bonjour,
Non justement, les bandes d'énergie viennent précisément du fait que le potentiel vu par les électrons est périodique dans l'espace : à la base on résout l'équation de Schrödinger pour un cristal infini, et les niveaux valent en tout point de l'espace car on étudie bien la propagation de l'onde électronique complètement délocalisée - désolé si j'enfonce vraiment le clou...on devrait donc en théorie retrouver cette même périodicité spatiale pour ce qui est des niveaux d'énergie.
Après, lorsqu'en physique des semi-con on représente la dépendence spatiale des niveaux d'énergie, on sous-entend qu'en chaque point x, on a résolu l'équation de Schrödinger dans un volume mésoscopique autour de x et qu'on a obtenu ces niveaux là pour l'énergie. Mésoscopique parce qu'il faut pas le prendre trop gros (sinon certains propriétés du cristal changeront trop sur cette échelle : potentiel électrique, dopage, ...) mais pas trop petit sinon on peut pas refaire le coup du cristal "assez grand" dans lequel les niveaux d'énergie sont très rapprochés et donnent des bandes. Et d'ailleurs remarquez qu'aux interfaces, où certains paramètres changent brusquement (à l'échelle de la couche atomique), la description en bandes d'énergie n'est plus trop valable et vous étudiez alors les états de surface.
Bonjour,
Vu le sujet initial de cette discussion, je vous conseille d'ouvrir un nouveau fil pour cette question. En physique ou électronique, je ne sais pas où vous aurez le plus d'experts.
(sinon Google est très bavard à ce sujet)
@+
Not only is it not right, it's not even wrong!
Merci beaucoup pour cette explication très claire: en gros, donc, il s'agit d'une approximation qui est suffisante à l'échelle qui est considérée(pas trop grande pour ne pas négliger certains phénomènes physiques, ni trop petite pour la complexité mise en oeuvre) pour expliquer le phénomène de conduction se passant dans un réseau cristallin du SC. Cela m'enlève un poids. Merci.
La curiosité est un très beau défaut.
Je répond rapidement en ce qui concerne les disques-durs: oui, nos disques-durs modernes utilisant la magnétorésistance géante n'auraient jamais pu être conçu sans la mécanique quantique. Ceux-ci utilisent font appel en effet aux spins des électrons, phénomène purement quantique. En très (très) gros, les champs magnétiques générés dans les têtes de lecture/écriture des disques-durs est renforcé par le fait que les spins des électrons sont majoritairement alignés dans un sens ou l'autre. Cela a permis de réduire la taille de ces têtes et donc d'augmenter la densité des domaines magnétiques sur les platines des disques.Idem: est ce que ces produits ont été conçus à partir de la théorie de la mécanique quantique? Ou est ce qu'on a constaté des effets quantiques lors de l'utilisation de ces produits?
http://hal.archives-ouvertes.fr/docs...199707C613.pdf
Une autre application à laquelle j'aurais du penser aussi: l'effet photo-électrique, utilisé par exemple dans certaines veilleuses de nuit ou les cellules photo-électriques.
L'effet photo-électrique n'est pas à proprement parler une application de la mécanique quantique, puisqu'il était connu avant.
On peut d'ailleurs se demander si l'électronique n'aurait pas tout de même été inventée sans la mécanique quantique. Les diodes à semi-conducteurs existaient en 1899 (brevet déposé par Karl Ferdinand Braun d'après une découverte qu'il a faite en 1874).
Pour le transistor à semi-conducteur, je ne sais pas s'il a été d'abord fabriqué empiriquement, puis expliqué théoriquement, ou l'inverse.
Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.
Bonjour.
Parmi les inventeurs du transistor, il y avait John Bardeen, un théoricien extraordinaire qui a d'ailleurs réussi l'exploit unique d'obtenir deux fois le prix Nobel de physique (Marie Curie avait eu celui de physique et celui de chimie). Il était connu après la guerre pour ses travaux théoriques sur la physique du solide. Comme l'université lui semblait offrir peu de perspective dans ses recherches, il est entré aux laboratoires Bell telephone, un industriel, où on lui a demandé de chercher des alternatives aux tubes, avec Shockley et Brattain. Il y a donc eu une combinaison de travaux théoriques et expérimentaux qui ont abouti au transistor bipolaire. Je ne crois pas que cette découverte eût été possible sans la compréhension théorique très fine des semiconducteurs que ces chercheurs ont apportée grâce à la mécanique quantique.
Mais il ne faut pas oublier la chimie. Certes, on faisait de la chimie avant la naissance de la physique quantique. Mais c'est tout de même la mécanique quantique qui a permis de comprendre la classification périodique, la liaison chimique, les propriétés physico-chimiques des molécules et ainsi de suite. Je sais bien que la chimie n'est pas une application directe d'une théorie, il y a une très large part de résultats empiriques, mais la MQ a tout de même contribué à son développement récent. C'est un peu comme les dispositifs à semi-conducteur: un domaine déjà assez bien développé empiriquement, mais que l'on comprend mal et où les progrès sont lents à cause de cette mauvaise compréhension. La mécanique quantique permet ensuite à ce domaine de se développer brutalement grâce à la compréhension profonde qu'elle apporte. On peut étendre cela évidemment à la physique nucléaire... la radioactivité était connue depuis plusieurs décennies avant qu'on en comprenne les mécanismes. Mais cette compréhension théorique améliorée permet de diriger les expériences et les techniques vers des buts mieux choisis.
On peut aussi mentionner la tomographie à positrons, qui est une application pratique de la théorie quantique relativiste! Pas une application quotidienne (il n'y a pas un tomographe à positrons dans les iphones!) mais on en fait tout de même tous les jours dans certains hôpitaux.
je ne sais pas si qcq a évoqué l'explosion des nano-technologies.
ni à des structures comme le graphène.
