Dans quel cas la physique quantique est efficiente.

[Daniel1958]

Bonjour

Je souhaiter parler de la Physique Quantique. Par méconnaissance de ma part je vais la considérer comme l'ensemble des lois qui lui sont rattachées. On parle d'intrication, de superposition d'états et même d'onde de probabilité de présence Je ne parle pas des raies d'hydrogène ni des quantas ni d'électromagnétisme et de physique des champs.

Attention je ne nie pas ces phénomènes. Ils ont été vérifiés dans des expériences.

Mais dans quelle mesure la physique quantique se manifeste-t-elle sous les aspects cités ? C'est pour moi un mystère. Je vais donner quatre exemples clairs

- au LHC lors de la collision de protons on obtient bien le résultat calculé sur le plan énergétique et particulaire. Intrication, superposition d'états et d'onde de probabilité de présence pas d'observations
- dans un laser : principe de l’émission stimulée (ou émission induite) Intrication, superposition d'états et d'onde de probabilité de présence pas d'observations .ps je ne nie pas les problèmes à résoudre
-dans rayonnement stellaire Intrication, superposition d'états et d'onde de probabilité de présence pas d'observations
- Dans un canon à électrons Intrication, superposition d'états et d'onde de probabilité de présence pas d'observations Sinon nos anciennes TV Trinitron nous auraient donné une image exotique.


Simplement où et quand les phénomènes de la physique quantiques (d'intrication, de superposition d'états et même d'onde de probabilité de présence) sont-ils observables . Ou alors ces phénomènes sont marginaux. Je ne veux parler que de ces phénomènes. Le reste théorique marche super bien (d'après ce que j'ai pu lire et confirmé par les intervenants du forum)
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[Deedee81]

Salut,

Quelques petits bémols, avec le laser par exemple on a bel et bien un effet quantique : tous les photons (d'un paquet) sont dans le même état quantique, c'est analogue aux états de base Einstein et donc les photons perdent toute individualité.
Mais le but est de toute façon pas de vérifier si tout est juste dans tes parties soulignées en gras. Après tout il y a nombre d'applications où on se fout pas mal de tel ou tel effet ou bien celui-ci ne se manifeste pas par construction (voire par choix s'il est perturbateur). Cela ne veut pas dire inobservable (ce qui est différent de inobservé).

Quelles sont les limites ?

Tout d'abord d'un point de vue formel (uniquement formel !) on peut parfaitement appliquer la mécanique quantique au calcul de la trajectoire d'un boulet de canon, au fonctionnement d'une horloge mécanique etc.... Mais on ne le fait pas tout simplement parce que c'est irréalisable d'un point de vue calcul (déjà en chimie il est très difficile de faire de la chimie quantique, dès qu'on a quelques atomes ça devient très compliqué).

Le fait qu'on puisse faire ça est simplement que si l'on prend les équations quantiques et qu'on fait tendre h vers zéro on retrouve les lois classiques (ce n'est pas le seul ingrédient nécessaire pour expliquer le monde classique à partir du monde quantique, hélas, c'est plus compliqué, mais ce point est évidemment capital). Ca se démontre très facilement à partir de l'équation d'évolution des observables dans le "point de vue de Heisenberg" (elles ressemblent d'ailleurs très fort à leur équivalent en mécanique analytique). Evidemment faire tendre h vers zéro est formel, c'est une constante Cela signifie juste que la constante de Planck est négligeable à notre échelle. Cela se voit très bien sur le principe d'incertitude d'ailleurs. L'incertitude sur la vitesse fois celle sur la position est supérieur ou égal à h divisé par 2pi et par la masse de l'objet qui évidemment à notre échelle est énorme (on est beaucoup plus lourd qu'un électron ) et les incertitudes quantiques deviennent beauuuuuucoup plus faible que la meilleure précision instrumentale existante pour des objets de cette taille (on ne mesure pas la position d'une table avec un microscope à force atomique, évidemment ).

Ceci dit, il y a aussi la question des effets purement quantiques. Et là il y a trois limites :
- L'effet de taille que je viens d'évoquer (le principe d'incertitude)
- L'effet de grand nombre. Quand on a énormément de particules on ne peut voir/mesurer que des moyennes (je parle de milliards de milliards de particules). Et ça gomme les effets quantiques, surtout à température loin de 0K car l'agitation thermique brouille tout
- La décohérence d'autant plus rapide que les objets sont gros

Il est difficile de fixer une limite exacte mais on a fait des expériences d'interférences à la Young avec de grosses molécules par exemple. On a les puits quantiques dans les semi-conducteurs qui font quand même des milliers d'atomes.

Il y a évidemment des exceptions, à très basse température les supraconducteurs, les condensats, les superfluides...., moins sensible à l'agitation thermique : les photons donc le laser
Les naines blanches où le densité de fermions est telle qu'ils sont tous (ou peu sans faut) sous le niveau de Fermi (on parle de matière dégénérée) : plusieurs milliers de degrés mais on peut faire le calcul comme si c'était 0K !!!!!

Et il y a aussi des effets macroscopiques mais ayant une origine microscopique qui ne peut s'expliquer de manière classique : structure de bandes de l'énergie dans les semi-conducteurs (enfin, aussi les isolants et conducteurs mais c'est surtout avec les SC que c'est utile), le ferromagnétisme, etc.....

Doit y avoir pleins d'autres cas auquel je ne pense pas

[coussin]

Probabilité de présence : expérience de fentes d'Young avec des particules massives ou expériences de tomographie quantique.
Superposition d'états : interferomètres atomiques.
Intrication : seulement dans des expériences d'optique quantique car trop fragile.

[Daniel1958]

Je ne contrerai pas ton exposé qui est brillant et clair. Tu remarqueras que je n'ai pas parlé du principe d'incertitude qui est pour moi un fait établi. La formule Delta x Delta rho >= h barré (h divisé par 2pi) / 2 est élégante. Elle montre que cela ne concerne que des petits objets

Pour l'anecdote on le retrouve un peu (le flou) en photo avec la profondeur de champ. J'ai été volontairement généraliste sur les lasers et je n'ai pas évoqué la polarisation des photons. Je sais aussi que les microprocesseurs subissent "une perte electrons" une fuite. Mais heureusement cela n'a pas trop d'importance. Ce n'est plus le cas dans des ordinateurs quantiques (ou le taux d'erreur est plus important et inquiétant).

Mais comment dire on nous "bassine" peut être trop sur ces aspect (qui existent) mais qui au fond sont "théoriques". Ils n'ont pas trop d'influence sur les expériences "quotidiennes". Il me semble que ces aspects que j'ai évoqués ne sont "vus" que dans des expériences spécifiques.
Oui l'onde Schrödinger permet de déterminer la position d'un electron dans un atome hydrogène. Mais l'onde univers est invérifiable.
On considère aussi que la réduction du paquet d'ondes intervient tôt et la décohérence aussi. Finalement le "tais-toi et calcule" n'est pas idiot vu qu'aucune théorie solide ne fait "florés". Selon moi Bohr n'avait pas de théories mais de constats.

Ah comment en physique quantique considérer qu'un atome est dans un état existé sans apport énergétiques extérieur ?

J'ai vu c'est troublant excité/désexcité. Ça me fait penser à une des liaisons du benzène (double simple double simple en même temps) je reste aussi sans voix

[A voir en vidéo sur Futura]

[Sethy]

Toute la chimie est quantique. Le carbone dans l'état fondamental est divalent (autrement dit, aucune molécule du vivant ne serait possible dans laquelle tout le carbone est tétravalent), ...

Même constat pour l'électronique moderne : les leds, le transistor à semi-conducteur qui ne peut s'expliquer que par les théories quantiques, donc par voie de conséquence tous les ordinateurs (les smartphones, ...) actuels sont "quantiques" même si l'ordinateur dit quantique est lui radicalement différent.

L'éclairage des autoroutes (en jaune) : quantique, les tubes luminescent : quantique, toutes les leds : quantique, les TV quelles soient à LED ou Plasma : quantique, les pigments qu'ils soient à base de métaux comme le jaune cadmium ou naturels comme la carotène : quantique, etc, etc, etc.

[XK150]

La physique quantique est efficiente quand on ne sait pas expliquer les choses plus simplement ...

[Pio2001]

Beaucoup d'expériences permettent de montrer la superposition quantique, mais ce sont des expériences réalisées sur des particules individuelles. Un exemple simple : on met trois polariseurs à la suite les uns derrière les autres. Le premier vertical, le second diagonal et le troisième horizontal. Et on les éclaire faiblement de sorte que les photons les traversent un par un. On observe que quelques photons passent. Si on enlève le polariseur du milieu, aucun photon ne passe.
Le second polariseur effectue sous nos yeux une mesure quantique sur les photons issus du premier, avec une certaine probabilité que le photon soit dans un état de polarisation diagonale.

Si on ne veut pas parler d'expériences faites exprès, on a le microscope à effet tunnel, qui fonctionne en détectant la présence de particules derrière une barrière tunnel, où leur probabilité de présence n'est pas nulle selon la mécanique quantique.

[Daniel1958]

attention

Je ne vous parle pas de l'effet tunnel et des semi-conducteurs. Je ne nie pas la MQ mais c'est effet basique (Intrication, superposition d'états et d'onde de probabilité de présence) qui ne semblent pas perturber les expériences. Bon il y a l'effet tunnel

Un photon ou un électron traversant par effet tunnel une barrière quantique peut manifester un délai de traversée plus court que celui mis par la lumière pour une distance équivalente, ce temps étant évalué par l’observation du sommet du paquet d’ondes correspondant, avant et après la barrière.

je ne remets pas en question le phénomène ondulatoire. Mais il n'y pas d'onde univers. Ce qui est décrit à la base par Bohr et consort ne se retrouve pas facilement dans toutes les expériences.

Tient-on m'avait raillé quand je disais que l'effet tunnel pouvait contrarier la vitesse de la lumière.

[Contrario666]

Sans la mécanique quantique et le principe d'exclusion de Pauli on ne comprendrait pas pourquoi un électron ne tombe pas sur le noyau.

Énoncé en mécanique quantique: Atomes

L'état quantique d'une particule est défini par des « nombres quantiques ». Le principe d'exclusion interdit à tout fermion appartenant à un système de fermions d'avoir exactement les mêmes nombres quantiques qu'un autre fermion du système.

Par exemple, dans l'atome, les électrons sont caractérisés par les nombres correspondant aux lettres n, l, ml et ms : si un électron présente la combinaison (1, 0, 0, ½), il est nécessairement le seul qui possède cet ensemble exact des nombres quantiques.

Cela limite donc le nombre d'électrons par couche : dans la première couche caractérisée par n = 1, (l = 0, donc ml = 0), il n'y a que deux possibilités, correspondant aux états ms = ±½. Cette couche ne peut donc accepter que deux électrons.

De même, dans la seconde couche caractérisée par n = 2, l vaut 0 ou 1 :

pour l = 0, ml = 0 ;
pour l = 1, ml = -1, 0 ou 1 ;

on a alors 4 possibilités et pour chacune, ms = ±½, donc la seconde couche peut accepter huit électrons (deux pour l = 0 et six pour l = 1); et ainsi de suite.

La n-ième couche accepte 2n2 électrons. En appliquant la formule, la couche 3 compte au maximum 18 électrons.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Princi...usion_de_Pauli

[Deedee81]

Salut,

Pas mal de choses expliquées. Je ne parlerai que de ça. après un petit détail important.

Souvent ce qui limite les effets purement quantiques (non explicables par la physique classique qui en est une approximation) c'est :
- la décohérence
- la masse (voir ce que j'en disais avec le principe d'incertitude)

Et de ce point de vue les photons sont un peu à part : ils sont sans masse propre et sont peu sensibles à l'environnement (leur décohérence est minime jusqu'à interaction avec une particule chargée, les électrons des atomes d'argent d'une pellicule pour donner un exemple). Ce qui explique pas mal d'effet quantiques ambiant : le laser, l'effet photo-électrique,....

Et de fait ils intéressent les spécialistes du calcul quantique vu leur faible décohérence. Mais évidemment le revers de la médaille est qu'il est difficile de les manipuler (sans fortement interagir ce qui provoque la décohérence). Et ceci explique que les deux méthodes pour stocker les q-bits les plus avancées sont les photons et les puits quantiques en semi-conducteur (qui ont exactement les avantages/inconvénients inverse et bénéficient des techniques de l'électronique, de gravure, etc...). Voire des systèmes mixtes.

Tient-on m'avait raillé quand je disais que l'effet tunnel pouvait contrarier la vitesse de la lumière.

C'est un peu plus compliqué que cela (surprise ). Pour cet effet, le caractère ondulatoire est incontournable.
Un exemple typique calculable à la main (c'est même facile et c'est un pont aux ânes des étudiants de MQ) : https://www.matierevolution.fr/spip.php?article3126
j'ai cherché le cas plus réaliste et très éclairant de la traversée par un paquet d'ondes mais je ne trouve pas (on a traversée avec un petit bout qui est réfléchi et on a des étonnants effets de résonnances et de paquet d'onde restant "coincé" un bon moment). C'est dans le livre Quantum Mechanics de Léonard Schiff et là ça doit se calculer numériquement.

Pour une onde on peut définir plusieurs vitesses : vitesse de phase (la vitesse de l'onde "en soi"), vitesse de groupe (vitesse de déplacement d'un paquet). Disons Vg et Vp.
voir : https://fr.wikipedia.org/wiki/Vitesse_d%27une_onde
On y trouve aussi la vitesse de l'information qui serait plus juste d'appeler vitesse de front d'onde. Vf

Pour des ondes électromagnétiques, par exemple, on a toujours Vf = min(Vg, Vp) et si Vg > c alors Vp < c et vice-versa. Donc ça va toujours moins vite que c.
(en fait pour les ondes EM, on a Vg*Vp = c², mais les autres relations ci-dessus se généralisent à tout type d'onde mais bien entendu pour du son on aura toujours Vg et Vp très inférieur à c !)

Ces effets sont observables même classiquement. Vp > c (et Vg < c) est assez courant, on le rencontre notamment dans certaines zones du spectre X et certains matériaux.
On observe aussi le cas Vp < c et Vg > c bien que ce soit plus difficile (il faut des variations extrêmement rapide de l'indice de réfraction, sur de petites zones du spectre, et on a toujours aussi une forte absorption dans ce domaine, mais on a quand même pu l'observer, l'absorption n'étant jamais totale).

On a la même chose dans le domaine quantique ondulatoire. Et dans l'effet tunnel, la vitesse de phase dans la barrière peut être plus grande que c. Mais la vitesse de groupe reste inférieure à c (comme je le disais plus haut, un petite partie du paquet d'onde reste coincé et une partie est réfléchie et la vitesse de groupe globale est inférieure à c). Et donc la vitesse de front reste inférieur à c.

La seule chose déplaisante que j'ai vu à l'époque où on l'a mesuré (il y a déjà une bonne vingtaine d'années) fut le titre tapageur "la vitesse de la lumière dépassée dans l'effet tunnel", alors que ce n'est pas strictement vrai en soi, enfin, pas de manière aussi abrupte et cet effet était déjà connu sans effet tunnel. Par contre l'article expliquait les choses correctement. C'est souvent comme ça les actus : titre accrocheur et contenu très bon (enfin, pas toujours )

[Sethy]

Selon moi, les phénomènes quantiques sont bien plus nombreux que ceux cités dans cette discussion.

J'ai l'impression qu'on se focalise sur les sujets "tarte à la crème" alors qu'il existe bien d'autres effets quantiques. Or il me semble qu'il n'est pas inutile d'avoir une vision sur l'ensemble des phénomènes quantiques si on veut pouvoir appréhender les aspects les plus particuliers de cette théorie.

Un principe intéressant au regard de cette discussion est le principe de correspondance (rien à voir avec celui de la relativité restreinte). Celui-ci stipule qu'aux hautes énergies, les solutions de la mécanique quantique tendent vers celles de la mécanique classique.

Prenons par exemple l'oscillateur harmonique, très bien illustré par une masse oscillant au bout d'un ressort. Si on réfléchi, on se rend compte que la masse passe beaucoup plus de temps aux extrémités de son déplacement qu'à la position d'équilibre du ressort (c'est logique, puisqu'à la position d'équilibre, la vitesse est maximale en vertu du principe de conservation d'énergie).

Or, si on s'intéresse à l'oscillateur harmonique quantique, et notamment au niveau fondamental, on observe qu'au contraire, le système passe le plus de temps près de l'équilibre. Mais, si on considère le système dans un état d'énergie plus élevé, on se rend compte qu'effectivement, la probabilité de présence s'inverse et qu'il passe à nouveau plus de temps éloigné de l'équilibre.

Illustration ici : https://kevinausman.net/tutorials/in...ic-oscillator/

Le principe de correspondance, c'est ça. A "haute" (tout est relatif) énergie, le système quantique s'apparente au système classique, mais a contrario, a "basse" énergie, le système quantique adopte un comportement radicalement différent du monde classique.

Pour plus d'information, voir ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Princi...correspondance

Et ce n'est qu'un exemple.

[Daniel1958]

Ta doc est super intéressante (la première) je vais la lire à tête reposée. Je comprends grosso modo le principe. Je ne connaissais que la vitesse de phase. Quelle conclusion en tirer. Peut-on dire que sur certains aspect la physique quantique peut violer la Relativité Restreinte ?
C'est il y aussi l'histoire du phare. Mais ce sont des astuces.

Maintenant les sujets que j'évoquais apparaissaient comme le préalable incontournable de la physique Quantique. Je dirais comme en cosmologie on doit parler des trous noirs (alors que le rapport est plutôt lointain). Alors qu'en physique classique par exemple Newton et Einstein se complètent.

[Pio2001]

Ta doc est super intéressante (la première) je vais la lire à tête reposée. Je comprends grosso modo le principe. Je ne connaissais que la vitesse de phase. Quelle conclusion en tirer. Peut-on dire que sur certains aspect la physique quantique peut violer la Relativité Restreinte ?

Non, c'est une illusion due au fait qu'il y a une incertitude sur l'instant départ et sur l'instant d'arrivée. Quand on prend l'instant de départ moyen et l'instant d'arrivée moyen, trouve que la vitesse de la lumière est dépassée. Mais quand on regarde de plus près, on s'aperçoit que la traversée par effet tunnel ne se produit que quand l'instant de départ est dans la fourchette basse de l'incertitude, de sorte que le calcul de la vitesse de ces photons en particulier doit être corrigé. On trouve alors qu'ils ne dépassent pas la vitesse de la lumière.

Sur cette illustration, la petite tortue semble en avance sur la grande, mais en réalité, son nez ne franchit pas la ligne d'arrivée avant le nez de la grande.



J'ai été confronté au même phénomène en acoustique, lorsqu'on utilise un égaliseur paramétrique IIR pour corriger le son d'un système hifi dans les basses fréquences. Dans certains cas, la correction possède un délai de groupe négatif, de sorte que le signal donne l'impression de sortir de l'égaliseur avant d'y être entré !
C'est la même illusion : le maximum d'amplitude de l'impulsion est atteint à la sortie avant d'être atteint à l'entrée, mais le front d'onde arrive en sortie après être arrivé en entrée.

[Daniel1958]

Ben c'est clair

C'est donc lié à une incertitude de calcul du point de départ dont on prend la fourchette basse (la plus favorable).

Donc c'est un abus de langage et Wikipédia (dont la vocation pédagogique est incontestable) devrait moduler la phrase en rajoutant que la RR n'est pas violée. Cette impression est liée à une incertitude.

Tu as l'art de la pédagogie. Un petit mot cache sur la hifi mes meilleurs enceintes A3A avec basses préamplifiées géniales mais fragiles. Comme quoi on peut aussi être simple en physique.

[Deedee81]

Salut,

Quelques précisions :
- La vitesse de phase (qu'on peut qualifier de "vitesse de l'onde", c'est d'ailleurs la seule vitesse pour une onde monochromatique) ne peut pas transmettre d'information. Il faut en effet pour cela mesurer la phase et cela ne peut se faire que par rapport à une référence.... qu'on a pas (comment savoir si la bosse qu'on reçoit est décalée ou pas), en outre une onde monochromatique ne transmet rien comme info (elle est constante et éternelle) et dès qu'on modifie on a une vitesse de groupe différente
- La vitesse de groupe transmet quelque chose (c'est un paquet, la réception d'un paquet est une information). A condition .... que le paquet arrive à destination à temps !!!! Ainsi, lorsque la vitesse de phase est inférieur à la vitesse de groupe, le paquet va plus vite.... mais il disparait à l'avant et se reforme à l'arrière (il y a de jolies animations mais faut les trouver). On est vu
- L'information est donnée par la vitesse de front d'onde = min(vitesse phase, vitesse groupe)
- En relativité des vitesses plus élevée que c ne sont pas une hérésie (*), ce qui est limité est la vitesse de transfert de la masse/énergie/information. Et donc c'est la vitesse de front d'onde. Pas de violation de la relativité.

(*) Un exemple : je place une série de bombes : une suite de bombes séparées chacune d'un million de km (disons que je suis dans l'espace ). Je les synchronise patiemment de manière qu'elles explosent successivement à T, T+1seconde, T+2, etc.... Quand elles commencent à exploser on a une propagation des explosions à une vitesse environ trois fois plus vite que la lumière (il existe d'autres expériences de pensée de ce type, comme la lampe de poche éclairant une paroi etc... Mais moi j'aime bien mes bombes ). Mais aucun soucis avec la RR : cette propagation ne propage aucune information depuis le départ des explosions (d'ailleurs si je désamorce une des bombes, ça ne change rien). L'information est donnée par le placement et la synchronisation des bombes, qui s'est fait sur une longue durée et à vitesse raisonnable. C'est typiquement une vitesse de phase (avec un peu d'abus, c'est pas une onde ici).

Bon on est méchamment HS là, la discussion c'est le domaine de validité de la MQ .... pas de la RR (Daniel il faudrait que tu prennes l'habitude, quand il te vient une question qui n'est pas strictement dans le sujet initial, ouvre une nouvelle discussion). Pour revenir au sujet :

Selon moi, les phénomènes quantiques sont bien plus nombreux que ceux cités dans cette discussion.

Je te remercie pour ces précisions. Et c'est un peu normal de présenter les exemples les plus frappants/connus. Mais d'autres peuvent aussi être illustratif. Tu aurais d'autres exemples de phénomènes typiquement quantiques (non classiques) à l'échelle macroscopique ?

[Daniel1958]

pour tes bombes

T explosion dans le vide seul compte le rayonnement gamma et X
T+ 1 explosion deuxième bombe (le rayonnement de la première est à 700 000 Km (
T+ 2 explosions troisième bombe le rayonnement de la premiere est à 400 000 km et à 100 000 km de la première celui de la deuxième est à 700 000 Km

C'est vrai à t +3 il a trois bombes qui ont explosés sur une ligne de 3 000 000 km Mais c'est un phénomène discontinu un comme des vagues pas un phénomène continu ???? Là je ne vois pas

[Deedee81]

Y a pas de rayonnement, c'est juste des gros pétards.

C'est les explosions qui se propagent
boum, boum, boum.... chacune se produisant à un endroit et moment différent et la série d'explosions "progresse" plus vite que c.

[Sethy]

Je te remercie pour ces précisions. Et c'est un peu normal de présenter les exemples les plus frappants/connus. Mais d'autres peuvent aussi être illustratif. Tu aurais d'autres exemples de phénomènes typiquement quantiques (non classiques) à l'échelle macroscopique ?

Je les ai déjà cité :

1/les "couleurs"
- couleur des pigments métalliques : théorie du champ cristallin qui justifie les couleurs par l'hybridation des "orbitales d" et la formation de complexes tétraédriques ou octaédriques.
- couleur des systèmes fortement délocalisés : carotène, azulène bleue intense alors que son isomère le naphtalène (la naphtaline) est un solide transparent lorsqu'il est cristallisé, ...
- par opposition, la "couleur" blanche du lait s'explique parfaitement grâce à la diffusion Rayleigh qui s'explique avec la physique classique (enfin pour autant qu'on accepte que la notion de longueur d'onde du photon appartienne à la physique classique).

2/ toute la chimie
un bel exemple est la réaction de Diels-Alder, et en particulier les règles de Woodward où le signe des lobes des orbitales p est pris en compte. Quelques explications tout d'abord :
-- HOMO signifie "Highest occupied molecular orbital", comme d'hab en chimie, c'est quasiment toujours ces électrons là qui agissent.
WH_4n_thermal_MO.jpg
WH_4n+2_thermal_MO.jpg
-- A noter que : "Les réactions organiques qui répondent à ces règles sont dites permises par la symétrie. Les réactions qui n'y répondent pas sont interdites par la symétrie, et exigent une énergie d'activation bien supérieure si elles ont lieu."
Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A...%80%93Hoffmann

3/ La fait que le Mercure soit liquide
En toute logique le Mercure devrait être un solide est avoir un point de fusion > 300°C. En effet, si on regarde (en priorité les colonnes) les t° de fusion des voisins, on a :

Ni (1452) Cu (1083) Zn (420) Ga (30)
Pd (1552) Ag (0962) Cd (321) In (156)
Pt (1772) Au (1064) Hg (-39) Tl (303)

Il y a grosso-modo soit un constance des points de fusion dans une colonne, soit une augmentation.

Ce phénomène s'explique parce que la "vitesse quadratique moyenne" des électrons (ou si on préfère, l'énergie) de certaines orbitales est telle que celles-ci se contractent par effet relativiste. Or on sait que la chimie (mais aussi pas mal de propriété physiques) ne sont concernées que par les électrons périphériques. La contraction des orbitales fait que ce sont d'autres orbitales qui se retrouvent ainsi exposées - et donc par voie de conséquence - le Mercure a des propriétés différentes que celles attendues.

Il est même possible que l'élément qui est en dessous du Mercure (le Copernicium) soit gazeux et présente une chimie proche de celle des ... gaz rares !

Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Copernicium

[Deedee81]

Merci,

3/ La fait que le Mercure soit liquide

Sympas celui-là, je ne le connaissais pas.
(le copernicum gazeux non plus)

Je me demande si c'est vrai aussi pour le gallium (point de fusion fort bas).

[Daniel1958]

Je voulais juste revenir sur cette expérience (pas de Sethy c'est trop élevé pour moi). Mais sur un truc simple


Je vais du sophisme et l'avocat du diable (celui qui se cache dans les détails) Il n'y a pas de chausse-trappe.

Je te dis ça car j'avais l'image (à mon avis mauvaise) dans un livre de vulgarisation Charpak. En expliquant l'effet tunnel il montrait un enfant qui envoyait une balle (ballon) sur un mur en disant qu'au bout d'un temps très long le ballon pouvait traverser le mur
Ce qui me semble archifaux car l'effet tunnel ne se manifeste pas au niveau "macro".

Simplement je fais faire une experience de pensée très simple. On enlève tous les biais possibles. (Intrication, rayonnements externes)

On part d'un principe d'équivalence ex pour une durée de vie de 999/1 000 à 10 ans on peut prendre 10 000 particules sur un an et on devrait avoir statistiquement une désintégration (je pense que cela le ne répond à S=k log w pour un système isolé mais bon)

Donc j'envoie une salve de 10.000 photons sur une cible et un seul ou plusieurs vont "la traverser" par effet tunnel (selon des probabilités). Comme on n'arrive pas à isoler séparément les photons, mais le groupe la mesure est affectée et donne impression que C est dépassée.

Mais je peux aussi considérer par équivalence l'expérience suivante :

J'envoie les photons un par un avec la même probabilité qu'au-dessus. Un seul ou plusieurs photons pourront "la traverser" par effet tunnel. Mais C sera-t-elle bien respectée ? Je le crois aussi >>>> Paradoxe les deux expériences sont équivalentes mais pas au niveau des mesures.

Mais pourquoi faire état dans les publications d'un état qui semble dépasser C mais qui est simplement lié à l'imprécision des mesures ???? Ce n'est pas de la science

[Deedee81]

Ce qui me semble archifaux car l'effet tunnel ne se manifeste pas au niveau "macro".

En théorie si. Mais je dis bien en théorie. Il y a tellement peu de chance qu'il faudrait essayer pendant des milliards de milliards de ... etc.... milliards d'années

Rebelote pour ton expérience de pense, un photon (seul ou en groupe) n'est pas un corpuscule et seul compte la vitesse de l'information, comme pour une onde, inférieure à c et ton détecteur de photon ne dirait pas "oh la RR est violée".

Et non ce n'est pas de l'imprécision des mesures : c'est des vitesses définies de manière différentes. J'ai l'impression que tu n'as pas compris les explications . J'ai pourtant donné un lien sur des animations très parlantes.
Sinon je suis d'accord que les titres sont parfois un peu tapageur, je l'avais dit plus haut.

Bon week-end

[Daniel1958]

Non j'ai fait un raccourci

c'est des vitesses définies de manière différentes

que j'ai assimilé volontairement à des imprécisions des mesures.
Bon Week à toi aussi

[Contrario666]

Si on n'avait pas une désintégration radioactive aléatoire (mécanique quantique) mais une durée de vie en rapport avec le moment de la création (mécanique macroscopique) alors on devrait observer des "bouffées de désintégrations" (avec les effets néfastes qui vont avec) en rapport avec le moment de création des éléments.
Par exemple les isotopes instables produits dans nos centrales nucléaires pourraient être manipulés à la main le temps que ces "bombes à retardement" n'explosent à la tête du technicien et ce de manière toute à fait prédictif.
On aurait donc dans l'univers des atomes plus ou moins "fatigués" et leur âge serait une propriété de la matière.

[Sethy]

A propos de l'effet tunnel, je n'en suis pas si sûr. Des phénomènes tels que la "dévitrification" des vitraux, qui en fait consiste en une cristallisation du verre , qui est un solide amorphe et qui se produit spontanément dans les vitraux anciens me parait un exemple où l'effet tunnel pourrait être mobilisé.

Il existe une forme plus stable que l'état amorphe mais qu'en raison du refroidissement les atomes sont figés, pourquoi ne pas envisager qu'à un moment un ou plusieurs atomes "bougent" par effet tunnel et initie une recristallisation ?

Voir ici (pas pour l'effet tunnel, mais pour la dévitrification) : https://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A9vitrification

[sunyata]

Simplement où et quand les phénomènes de la physique quantiques (d'intrication, de superposition d'états et même d'onde de probabilité de présence) sont-ils observables . Ou alors ces phénomènes sont marginaux. Je ne veux parler que de ces phénomènes. Le reste théorique marche super bien (d'après ce que j'ai pu lire et confirmé par les intervenants du forum)

Bonjour,

Autre point de vue :

Cela dépend aussi de ce qu'on entend par "Observable". L'observation est un bâton qui a 2 extrémités : L'observateur et la chose observée.
Dire que les phénomènes quantiques sont marginaux, relève plus de notre inconscience de leurs effets dans notre vie quotidienne que des spécificités
de la physique quantique.
Par exemple l'existence sur terre d'un observateur, capable de réaliser des expériences quantiques résulte de l'action des lois de la physique quantique elle-même.
On doit à la physique quantique le fait d'être vivant.
Toute la vie sur terre repose essentiellement sur l'énergie photonique provenant du soleil. Hors les réactions thermonucléaires du soleil ne pourraient
se produire sans l'"effet tunnel" qui résulte des lois quantiques.

Plus trivialement toutes les réactions chimiques résultent des propriétés quantiques.
Donc la physique quantique est partout.

L'électrodynamique quantique est un des domaines de la physique les mieux connus. Elle couvre tous les phénomènes, en dehors de la gravitation et de la radioactivité7. Elle a servi de modèle pour le développement de la théorie quantique des champs qui s'applique à toutes les particules élémentaires8.

Cordialement

[ThM55]

Je suis d'accord avec tout ce qui a été dit. On peut donner des centaines d'exemples. J'en ajouterai juste deux. L'effet tunnel permet d'expliquer la fusion nucléaire dans le soleil et les étoiles comme Gamow l'avait découvert. Sans cet effet quantique, pas de soleil. La thermodynamique classique est une des plus "classiques", non quantique, des théories. Si on essaie de la réduire à la mécanique selon les principes de la mécanique statistique comme l'ont fait entre autres Maxwell, Boltzmann et Gibbs, on arrive à une incohérence concernant l'entropie de mélange. C'est le paradoxe de Gibbs, qui n'est qu'un pseudo paradoxe, il est résolu par la physique quantique.

Ce dernier exemple illustre assez bien ce que Sunyata a mentionné comme notre inconscience de la présence de la physique quantique. Celle-ci est partout, elle est à l'oeuvre dans tous les phénomènes sans exception, simplement nous simplifions les choses de sorte qu'elle n'apparaît pas toujours explicitement.

[Daniel1958]

Bonjour

Ça on ne peut pas le nier. C'est vrai pour le soleil car la temperature de fusion est assez basse.
Mais ce qui reste étrange c'est que l'on n'ait pas le quart du millième d'une théorie plus précise sur l'origine de ces phénomènes.
Je ne parle pas des consequences qui sont bien connues et calculables. Ce que je veux dire maladroitement c'est qu'il probable que si les dinosaures avaient perduré à notre place, les phénomènes seraient restés les mêmes. La théorie relationnelle me gêne pour ça.

[ThM55]

Désolé, je n'ai rien compris. De quels phénomènes parles-tu? Je ne comprends pas cette allusion aux dinosaures. J'imagine que si les dinosaures avaient survécu, notre espèce ne se serait pas développée mais il est évident que notre présence sur terre n'a strictement aucune influence sur les phénomènes physiques au sein du soleil ou dans les molécules (sauf pour ces dernière le fait que nous en synthétisons et polymérisons beaucoup trop ).

[Contrario666]

mais il est évident que notre présence sur terre n'a strictement aucune influence sur les phénomènes physiques au sein du soleil ou dans les molécules (sauf pour ces dernière le fait que nous en synthétisons et polymérisons beaucoup trop ).

Vous savez quoi ?...
C'est indémontrable.

[Daniel1958]

Oui c'est ça.

C'est bien le sens mais appliqué à certaines theories quantiques.

il y auraient des théories quantiques qui prétendent que nous interagissons sur ces phénomènes qui seraient peut-être différents en notre absence.

Je parle au niveau quantique bien sûr. D'ailleurs Einstein disait dans ce sens comment un regard d'une souris pouvait changer le monde.

Je n'y adhère pas bien sûr mais ces théories existent. C'est un peu une forme de positivisme. Les choses existent parce que nous pouvons les voir et interagir. Je n'en dis pas plus (voir Rovelli).

Je suis d'accord ce n'est pas clair du tout.