La physique quantique me passionne depuis toujours, voilà pourquoi elle aura une place non négligeable sur ce site. Pendant longtemps, en dehors de la science-fiction, ce champ de la science resta le domaine de quelques-uns. Il y a une raison à cela : elle ne fut pas prise au sérieux dans ses premiers temps par la communauté scientifique, qui la voyait comme une sorte de métaphysique, un laboratoire de pensées au mieux.

Puis les premières découvertes, tellement contre-intuitives, méritaient un nouvel enseignement pour les comprendre, avec de nouvelles règles, en bref littéralement un nouveau monde. Celui du microcosme, où une onde est aussi une particule et où le binaire (1 ou 0) laisse la place à la superposition (1 et 0 à la fois).

Ce monde est radicalement différent de celui dans lequel on évolue. En avoir une petite représentation demande de longues études et change son paradigme intérieur.

La recherche ayant besoin de fonds pour continuer, il a fallu l’expliquer au grand public.

Mais la vulgarisation n’est déjà pas un exercice simple pour expliquer la physique traditionnelle sans trop s’en éloigner, alors expliquer la physique quantique à l’aide d’images ou de comparaisons sans la dénaturer complètement ou partiellement s’avère extrêmement complexe.

La majorité des individus ont donc une image au mieux déformée de ce domaine de la science, mais bien souvent totalement inexacte.

Les arnaques et superstitions en tout genre ont toujours existé depuis le début de l’humanité. On pourrait penser qu’au siècle de l’information, où la connaissance est contenue dans la paume de notre main, cela deviendrait plus rare.

Mais il n’en est rien. Internet regorge d’informations, de théories parfois cohérentes sans pour autant être réelles ou complètement grotesques sur l’interprétation de faits scientifiques ou historiques.

La physique quantique, comme nous le verrons, réunit tous les critères pour être utilisée par des escrocs sans scrupule qui sauront, à l’aide d’un langage très scientifique, vous vendre de la crème quantique capable de faire repousser vos cheveux, ou une pierre très précieuse remplie d’énergie quantique positive. 

L’un des domaines les plus impactés par ces charlatans de nos jours est celui du développement personnel.

Je regrette d’avoir à vous l’apprendre, mais comme nous le verrons, non, les émotions ne sont pas régies par la mécanique quantique et cette dernière ne permet pas de prouver l’existence des fantômes, de la télékinésie ou encore de la télépathie. Et non, la physique quantique ne rend pas obsolète la physique traditionnelle (newtonienne), elles ont chacune un domaine différent et elles sont complémentaires.

L’article qui va suivre va faire référence à des personnages et des expériences que nous aborderons individuellement dans les articles qui suivront. Alors, si vous ignorez tout de Schrödinger et son chat ou de Max Planck et les corps noirs, vous êtes au bon endroit 🙂

J’arrête là mes pérégrinations pour laisser place à ce premier travail sur ce sujet qui, je l’espère, vous passionnera autant que moi.

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Origines de la physique quantique

La physique quantique est née au début du 20e siècle, grâce au travail d’un physicien allemand nommé Max Planck qui souhaitait résoudre le problème de la quantification d’énergie du rayonnement d’un corps noir… (aucune crainte, nous y reviendrons :))

Pour résumer, jusque-là il était d’usage de penser que l’énergie était émise de façon continue (comme de l’eau qui s’écoule) alors qu’en réalité l’énergie est émise de façon discontinue, par paquets de « quanta ». Des quanta en physique est le pluriel de quantum (1 quantum, des quanta). Un quantum est la plus petite quantité indivisible d’une grandeur physique. (nous aborderons cela prochainement)

De cette découverte une vraie révolution commença et s’ensuivirent d’autres découvertes majeures. En 1905, par un certain Albert Einstein qui expliqua l’effet photoélectrique en utilisant le concept de quanta de lumière, plus tard appelés photons. Niels Bohr proposa en 1913 un modèle atomique où les électrons occupaient des niveaux d’énergie « discrets ». Ces travaux, parmi d’autres, ont jeté les bases de ce qui allait devenir la mécanique quantique.

Dans les années 1920, la théorie quantique a pris sa forme moderne grâce aux contributions de scientifiques tels que Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, et Paul Dirac. Ils ont développé les formalismes mathématiques qui décrivent le comportement des particules à l’échelle atomique et subatomique.

Champs d’application concrets 

La physique quantique s’applique principalement à l’échelle microscopique, mais ses implications s’étendent au-delà. Voici quelques domaines où elle joue un rôle crucial :

1. Physique atomique et moléculaire : Elle explique la structure des atomes, les liaisons chimiques et les propriétés des molécules.

2. Physique des particules : La théorie quantique est fondamentale pour comprendre les particules subatomiques et leurs interactions.

3. Physique de l’état solide : Elle est essentielle pour comprendre les propriétés des matériaux, notamment les semi-conducteurs.

4. Électronique : Les principes quantiques sont à la base du fonctionnement des transistors et des circuits intégrés.

5. Optique quantique : Elle explique le comportement de la lumière à l’échelle microscopique et a conduit au développement des lasers.

6. Informatique quantique : Un domaine émergent qui promet des avancées révolutionnaires en calcul et cryptographie.

7. Cosmologie : La physique quantique est cruciale pour comprendre les premiers instants de l’univers et le comportement des trous noirs et de la matière noire.

Erreurs d’interprétation et de compréhension

La physique quantique reste souvent mal comprise, même au sein de la communauté scientifique. Voici quelques erreurs courantes :

1. Confusion entre observation et mesure : L’idée que l’observation « crée » la réalité est une simplification excessive. En réalité, c’est l’interaction avec un appareil de mesure qui provoque la « réduction du paquet d’ondes ». Et c’est facile à comprendre, les appareils utilisés ne sont pas ou très peu conçus pour le monde de l’infiniment petit, voilà pourquoi leur interaction, de par sa puissance, change ou interfère avec la mesure.

2. Mauvaise interprétation du chat de Schrödinger : Cette expérience de pensée est souvent mal interprétée comme signifiant qu’un objet macroscopique peut être dans deux états à la fois, alors qu’elle vise à illustrer les paradoxes de l’interprétation de Copenhague.

3. Surinterprétation du principe d’incertitude : Ce principe ne signifie pas que « tout est incertain » ou que « rien n’est réel », mais décrit plutôt les limites fondamentales de la mesure simultanée de certaines paires de propriétés physiques.

4. Application erronée à l’échelle macroscopique : Bien que la physique quantique s’applique en théorie à toutes les échelles, ses effets ne sont généralement observables qu’à l’échelle microscopique.

5. Confusion entre corrélation et causalité dans l’intrication quantique : L’intrication ne permet pas une communication instantanée ou « plus rapide que la lumière », malgré les corrélations à distance qu’elle implique.

6. Utilisation abusive dans des contextes pseudo-scientifiques : La physique quantique est parfois invoquée de manière inappropriée pour justifier des phénomènes paranormaux ou des pratiques de médecine alternative, sans fondement scientifique.

Conclusion

La physique quantique reste l’une des théories les plus précises et les plus testées de la science moderne. Ses applications continuent de transformer notre monde technologique. Cependant, sa nature contre-intuitive la rend vulnérable aux malentendus et aux interprétations erronées. Il est primordial de maintenir une approche rigoureuse et scientifique dans son étude et son application, tout en reconnaissant les mystères qui subsistent dans notre compréhension du monde quantique.

La science prend du temps, le but est le consensus.