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Accueil du site > Actualités > Technologies > La matière imaginée comme du chewing-gum quantique

La matière imaginée comme du chewing-gum quantique

Les philosophes puis les scientifiques se sont toujours demandés ce qu’est la matière. Un gros livre ne suffirait pas pour faire l’historique des diverses compréhensions de la matière depuis Démocrite jusqu’à l’ère des ordinateurs quantiques. La matière reste énigmatique mais une seule chose reste certaine, c’est que toute conception de la matière repose sur l’intention et la méthode de celui qui l’étudie. Pour un philosophe des Lumières, la matière est ce constitue le substrat de nos sens et produit des sensations. Pour un scientifique, la matière sera constituée de solides, de forces et même de champs, le tout étant inscrit dans un espace-temps. Cela dit, la matière est aussi liquide et gazeuse. Ces conceptions sont tirées de l’expérience classique. Les épistémologues parlent de notions primitives, qui émanent autant de la science que de l’expérience philosophée. Pour le dire avec une formule grossière, cette matière là, elle nous parle !

Si tant est que la matière nous parle, alors nous la comprenons. Enfin, disons que depuis les découvertes de la physique quantique, nous ne comprenons plus le message que nous enverrait la matière quantique si elle se mettait à nous parler. Pour le dire avec une formule grossière, la matière quantique parle avec un autre langage que la matière classique. Et pourtant il n’y a qu’une seule et même matière. Pour résoudre cette énigme, il suffit d’imaginer que le physicien classique n’interroge pas de la même manière la matière que son confrère spécialisé en mécanique quantique. Pour le dire autrement, la physique quantique dévoile des propriétés de la matière qui ne peuvent être accessibles avec l’expérience classique. La plus connue de ces propriétés est le spin. Cette propriété ne peut être décrite avec une notion primitive mais seulement avec des outils mathématiques comme le sont les matrices de Pauli. Le spin s’avère tout aussi étrange que la description d’un dispositif quantique avec une superposition de vecteurs complexes dont on ne connaît pas la signification physique. Par contre, le spin décrit une chose physique précise, la communication de la matière. Cette hypothèse a été développé dans mon essai, « de la science à la philosophie, l’information et la scène du monde » (soumis pour édition). Finalement, il n’y a rien d’étonnant à ce que l’on découvre la matière comme substance qui communique puisque la matière est le support des sensations qui ne sont rien d’autre que des communications entre un individu et son environnement.

La distinction entre les deux conceptions de la matière, classique et quantique, renvoie un écho à une distinction entre la matière « technique » qu’on utilise (forces, énergies, matériaux…) et une matière « ontologique » qu’on peut connaître avec les études quantiques (qui n’excluent pas loin s’en faut l’utilisation à des fins technologiques comme l’illustre l’ère du numérique). Comprendre la physique quantique, c’est aussi répondre à la question sur ce qu’est réellement la matière.

Pour l’instant, la matière quantique peut être considérée comme un ensemble de « particules » ou de processus déterminés par trois types d’interaction. Il y a les leptons, avec l’électron impliqué dans la chimie et l’interaction des atomes avec les photons. Puis les hadrons avec les particules formant les noyaux atomiques, protons et neutron. Enfin, les accélérateurs ont trouvé des particules par centaines dont la durée de vie est éphémère. Chaque particule de matière possède une antiparticule « faite » d’antimatière. Cette propriété découle de la physique quantique. Les particules possèdent des caractères propres comme le spin, l’isospin, la charge, le nombre baryonique, l’hypercharge. Ces descriptions appartiennent à l’ontologie quantique. La physique quantique est aussi une phénoménologie. Elle est agencée de manière énigmatique avec la description d’un système sous la forme d’une superposition de vecteurs complexes sur lesquels agissent des opérateurs mathématiques hermitiens. Le déroulement de l’expérience se fait à l’image d’une roulette de casino dont les cases ne sont forcément pas de la même grandeur. Chaque observable quantique est affectée d’une probabilité. Une seule des observables s’actualise dans l’expérience. Ces quelques détails formels montrent le caractère énigmatique de la matière quantique.

Si nous étions dans l’ambiance du siècle des Lumières, les académies poseraient des questions du genre, qu’est-ce que la matière du point de vue quantique ? Rousseau écrivit ses deux célèbres discours, sur les sciences et sur les inégalités, en réponse à une question formulée par l’académie de Dijon, alors que Kant répondit aussi à une question philosophique, qu’est-ce que l’aufklärung ? Nous pourrions aussi envisager un concours visant à expliquer la « matière quantique » avec des images compréhensibles par le plus grand nombre. Par exemple en utilisant comme image les briques de lego, une métaphore musicale, ou les fragments de céramique qui peuvent expliquer le darwinisme quantique ou enfin chewing-gum.

Après avoir analysé quelques bases de la physique quantique, l’image du chewing-gum me paraît évocatrice, voire efficace, pour décrire la matière quantique. Imaginons notre univers sensible comme des milliards de bulles de chewing-gum juxtaposées et entrelacées qui donnent l’impression d’avoir une surface lisse et sans aspérités, avec des taches colorées correspondant aux objets matériels visibles. C’est la matière que nous voyons et pouvons toucher ainsi que manipuler ce chewing-gum s’il se présente comme solide, liquide ou même gazeux. Il faut maintenant imaginer un microscope permettant de voir les plus petits détails de la matière. En regardant de près, on verrait les micro-bulles de chewing-gum se former à partir de la substance quantique. Puis, en essayant de regarder à l’intérieur, on verrait ce chewing-gum onduler, avec des bulles prêtes à se former mais sitôt dégonflées car absorbées comme si elles étaient mangées avant de se déployer. Cette image correspond à des processus impliquant la matière ondulante qui s’annihile en permanence avec l’antimatière, mais avec au final un excès faisant que le chewing-gum produit des bulles dont le volume correspond en général aux atomes et de plus grosses bulles encore qui sont les photons.

L’expérience quantique est facile à représenter. Supposons un dispositif expérimental imaginé comme quatre bulles de chewing-gum de couleurs différentes. Avant la mesure, la matière tend à faire des bulles mais elle les avale avant qu’elles ne se gonflent suffisamment pour passer dans notre monde. Pendant la mesure, l’une des bulles parvient à grossir et elle passe dans notre monde en se fixant sur l’appareil de mesure. Notre monde est marqué soudainement d’une tache colorée comme si la bulle de chewing-gum se collait sur l’appareil après avoir éclaté. Je ne développe pas plus. Je me demande même si cela a un intérêt de publier ce genre de billet qui volontairement, ne va pas jusqu’au bout mais glisse des subtilités en espérant quelques remarques intelligentes.

L’authentique savant sait qu’on ne peut progresser qu’en bullant !


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84 réactions à cet article    


  • Robert Lavigue Robert Lavigue 31 août 10:14

    Je me demande même si cela a un intérêt de publier ce genre de billet

    Il serait peut-être opportun de se poser cette question AVANT de les publier ! Et d’en tirer les conséquences...


    • Taverne Taverne 31 août 10:58

      La question du schmliblick : est-ce qu’on peut faire des bulles avec le chewing gum quantique ?


      • Abou Antoun Abou Antoun 31 août 12:38

        @Taverne
        Où l’expression « Coincer la bulle » prend tout son sens.


      • L'enfoiré L’enfoiré 31 août 14:15

        @Taverne

        Salut Paul,
         Excellente question...
         J’en ai une autre est ce qu’on écrit des cantiques avec du quantique ?

      • Taverne Taverne 31 août 16:46

        Est-ce que Brad Pitt bulle ? Est-ce qu’elle bulle Ogier ? J’ai rien compris à cette histoire de bulles. Du coup, je suis comme le cancre qui bulle au fond de la classe et qui fait des bulles avec son chewing gum. Je crois que je vais collectionner les images Malabar...


      • Taverne Taverne 31 août 16:48

        Guy, si tu as compris, est-ce je peux copier sur toi avant que le maître ramasse les copies ? Je te revaudrai ça sur le cours de philo. 


      • Van Rnsveld (---.---.97.82) 31 août 17:02

        @Taverne

        Bien sûr. L’informaction n’est jamais stable aujourd’hui. Ce que tu copies, deviendra faux demain. C’est ça la science. De plus, cette même informations peut aussi être interprétée de tellement de façons. Une question : est ce que tu as de bon rapport avec ton maître professeur ? Si ce n’est pas le cas tu es mal parti pour le contredire smiley


      • L'enfoiré L’enfoiré 31 août 17:14

        Voilà que le système dévoile le haut...

        Demain ce sont deux anniversaires, 
        Je dévoilerai le bas... mais sur mon blog.
        J’ignore si ce sera un coup de la matière, de l’ontologie, ou du cheming gum
         smiley

      • JC_Lavau JC_Lavau 31 août 18:04

        @Taverne. On peut prévoir que ça va chier des bulles.


      • Etbendidon 31 août 11:07

        Le monde quantique est en ébullition, une particule inconnue vient d’apparaitre
        elle illumine 1000 fois plus qu’un photon
        les scientifiques l’ont appelé : Le MACRON
         smiley


        • Abou Antoun Abou Antoun 31 août 12:40

          @Etbendidon
          Quelle est sa taille en microns ?


        • soi même 31 août 11:29

          @ Bernard pouvez vous m’expliquer cette contradiction , (Avant la mesure, la matière tend à faire des bulles mais elle les avale avant qu’elles ne se gonflent suffisamment pour passer dans notre monde. Pendant la mesure, l’une des bulles parvient à grossir et elle passe dans notre monde en se fixant sur l’appareil de mesure. )

          Dîtes moi, c’est moi qui n’est pas suivie, où ces-vous qui mélanger les pinceaux ?

           smiley


          • JC_Lavau JC_Lavau 1er septembre 12:43

            @soi même. Grammaire étrange : « c’est moi qui n’est pas suivie, où ces-vous qui mélanger »


          • blablablietblabla blablablietblabla 31 août 12:06

            Moi j’aime bien Monsieur Dugué , mais mais j’aimerai bien savoir ce qu’il fume comme herbe , française , colombienne , ou africaine, tous ça est de la mécanique-(quantique) Bernard de la mécanique !


            • SamAgora95 SamAgora95 31 août 12:41

              Du progrès, j’ai compté seulement 2 occurrences du mot ontologie....




              • L'enfoiré L’enfoiré 31 août 13:32

                Pas un mot au sujet de la matière noire qui occupe avec les forces noires plus de 70% de l’espace ?


                • Bernard Dugué Bernard Dugué 31 août 16:56

                  @L’enfoiré

                  On connaît les forces noires, c’est Dark Vador, qui a collé 70% du chewing-gum sous l’espace-temps. D’où l’origine de la matière noire. Plus sérieusement, il y a une raison scientifique à l’absence de mot sur la matière noire dans ce billet. Tu sauras la trouver. Bonne route


                • zzz999 31 août 13:33

                  Qu’est-ce que la matière ?

                  Allez je me lance : Un foyer d’ondes stationnaires d’espace-temps ?


                  • Gandalf Gandalf 31 août 16:39

                    Précédemment, vous publiez un papier dans lequel vous opposiez, tel des complémentaires, R=T.

                    A savoir que l’objet créée son champ, et le champ créée l’objet.

                    Dans le cas de la relativité générale, il s’agit de la déformation de l’espace-temps.

                    Or, au tout début de l’univers, d’après les mathématiques d’Alain Connes, seul une chute de la température permet de faire apparaître le temps (le paramètre temps apparaît dans ses mathématiques). De façon concomittante, ce process (appelé Big-Bang) nécessite de s’approprier le néant afin de faire l’espace (ce que l’on appelle improprement le vide).

                    Une équipe coréenne et américaine serait sur la voie d’une particule plus grosse expliquant toutes les autres et dont la désintégration serait à l’origine de toutes les autres (info dont les termes sont à vérifier, n’ayant lu que le titre de l’info).

                    Les champs ne seraient donc que des expressions de répulsions entre les différentes particules, tout simplement car elles répondraient à des lois répulsives ou propriétés complémentaires.

                    Après, votre conclusion semblerait décrire la matérialisation d’une corde en particule.
                    C’est, à ma connaissance, l’une des rares pistes de recherche en physique qui reste à explorer. Afin de valider ou d’invalider la théorie des cordes.

                    • Bernard Dugué Bernard Dugué 31 août 16:53

                      @Gandalf

                      Dans R = T, la création réciproque du champ et de la matière est une conception héritée d’Einstein à laquelle je n’adhère pas comme cela a été explicité dans mon précédent billet. Les travaux que vous citez me paraissent trop dépendant d’une vision mécaniste et atomiste héritée de la modernité. Je penche vers une conception dans laquelle il n’y a ni champ substantiel ni particule en tant que composant élémentaire et objet, mais des monades qui communiquent et se disposent.


                    • amiaplacidus amiaplacidus 31 août 17:20

                      @Gandalf
                      « ...A savoir que l’objet créée son champ, et le champ créée l’objet.... »

                      Si je comprends bien, tout est dans tout et réciproquement ?

                      Je crois que l’on atteint ici un sommet en matière (c’est le cas de le dire) de sodomisation des diptères.


                    • Gandalf Gandalf 31 août 17:47

                      @Bernard Dugué


                      Je comprends. Mais c’est un peu fort de chocolat de considérer que ces particules communiquent. Communiquer au sens commun implique une conscience. Il y a bien ces choses que l’on appelle wood wide web (reseau élargi d’arbres), mais c’est de la communication uniquement chimique.

                      Désolé, je préfère m’en tenir à parler d’interaction. Sauf à m’avouer panthéiste.

                      Sans aller jusque là, monade en mathématiques a un sens très précis : https://fr.wikipedia.org/wiki/Monade_(th%C3%A9orie_des_cat%C3%A9gories)

                      Car tout voir en terme d’information revient à nier l’essence de notions comme l’énergie, la masse, etc.

                      Mais votre dialectique est peut-être plus pédagogique.

                    • JC_Lavau JC_Lavau 31 août 18:07

                      @amiaplacidus. Question ontologique : Quand on encule les mouches au moment où elle voulaient péter, ça chie bien des bulles ?


                    • pemile pemile 31 août 19:04

                      @Gandalf « monade en mathématiques »

                      Dugué est plutot dans la métaphysique : Le monadisme, vitaliste, s’oppose à l’atomisme, qui est mécaniste

                      https://fr.wikipedia.org/wiki/Monade_%28philosophie%29

                      « Mais c’est un peu fort de chocolat de considérer que ces particules communiquent. »

                      Avec la métaphysique, tout est possible !!


                    • Bernard Dugué Bernard Dugué 31 août 21:06

                      @Gandalf

                      Certes mais en matière de science, il vaut mieux éviter le sens commun. Communiquer signifie mettre en commun, échanger des signaux, sans forcément l’existence d’une conscience. Les plantes communiquent-elles, alors qu’elles n’ont pas de conscience ?


                    • Gandalf Gandalf 1er septembre 01:07

                      @Bernard Dugué


                      On va laisser la philologie aux académiciens, histoire de bouter en touche smiley

                    • zzz999 1er septembre 11:39

                      @ Dugué

                      L’ennui c’est que d’où viennent les monades ?


                    • Zip_N Zip_N 31 août 18:08

                      « Le spin s’avère tout aussi étrange que la description d’un dispositif quantique avec une superposition de vecteurs complexes dont on ne connaît pas la signification physique. »

                      Finalement le spin est aléatoire comme si un batteur mélangeait les cartes à chaque partie, et qu’il est tellement inintéressant au jeu qu’il apparu tardivement en science. Selon ma perception, le spin est accolé au nombre, c’est une suite, et le nombre est accolé à la forme (c’est la forme qui créé le nombre et non pas le nombre qui crée la forme, le spin est la cadence de la quantité de forme).

                      « Chaque particule de matière possède une antiparticule « faite » d’antimatière. »

                      La matière microscopique est un corps ou corpuscule. L’anti particule est pas celle qui a pas été faites par le chronomètre mais celle qui a été faite pas le compte à rebours.


                      • Zip_N Zip_N 31 août 18:11

                        « Chaque particule de matière possède une antiparticule « faite » d’antimatière. »

                        La matière microscopique est un corps ou corpuscule. L’anti particule est pas celle qui a été faite par le chronomètre mais celle qui a été faite par le compte à rebours. (Correction).


                      • Gandalf Gandalf 31 août 19:39

                        @Zip_N


                        Non. Le spin est le moment cinétique, à savoir le potentiel d’aller dans telle ou telle direction. Un peu à l’image de l’aiguille de la boussole qui trouve toujours le pole Nord magnétique, le spin indique à la particule sa situation d’équilibre dans son milieu quantique.

                        Le contrôle de son orientation dans un circuit électronique permet d’accroître l’énergie entrante du circuit (énergie surnuméraire).

                      • Bernard Dugué Bernard Dugué 31 août 22:04

                        @Gandalf

                        Oui, mais le spin concerne l’orientation, comme du reste toute la mécanique quantique, sauf que cette orientation ne se passe pas dans notre espace à trois D


                      • Zip_N Zip_N 1er septembre 19:46

                        @Gandalf

                        Le moment cinétique est pas une cadence de moment ?


                      • JC_Lavau JC_Lavau 1er septembre 19:53

                        @Zip_N. Ton jargon privé n’est accessible qu’à toi seul.


                      • Zip_N Zip_N 1er septembre 20:21

                        @JC_Lavau

                        Cinétique c’est une cadence de mouvement ?! Vous avez quelque chose de plus court et précis ?


                      • Zip_N Zip_N 1er septembre 20:28

                        @JC_Lavau

                        Le votre, votre mauvais jargon partagez le avec vos amis pas avec moi !


                      • JC_Lavau JC_Lavau 1er septembre 22:50

                        @Zip_N. Ça n’est pas 100 % de ta faute, le baptême français est déceptif, enduit avec de l’erreur. Te voilà copieusement enduit.
                        En grand breton, cela donne « angular moment » : moment angulaire. Ce qui au moins n’est pas déceptif.
                        En kilogramme . mètre carré par seconde et par radian, ou si tu préfères, en mètres ^ kilogramme .mètre par seconde. Avec un produit extérieur explicite, qui de surcroît te donne le sens de rotation dans le plan stable.
                        Le cours est là : http://deontologic.org/geom_syntax_gyr
                        Si tu n’es pas trop flemmard, tu peux même t’en servir.


                      • Zip_N Zip_N 31 août 18:52

                        Le quantique ne modifie pas le jeu, mais si une forme est mal placée dans la carte, le quantique invisible se détruit.


                        • Zip_N Zip_N 31 août 19:32

                          Le spin numérique fonctionne aussi en analogique.


                          • JC_Lavau JC_Lavau 31 août 20:23

                            « L’expérience quantique est facile à représenter », sauf que le « philosophe génial » n’a jamais fait d’expériences, et ignore à quoi ça peut bien ressembler. Quels sont les TP sur la physique des lasers effectués par le « philosophe génial » ? A-t-il seulement refait en TP l’expérience de Franck et Hertz ?

                            La longueur d’onde de phase de l’électron aux potentiels bas à modérés, c’est quantique ou c’est pas quantique ? La radiocristallographie aux neutrons ou aux électrons, on sait la faire ou pas ? Le « philosophe génial » les a-t-il jamais étudiées, ou pas ? Différences pratiques avec la radiocristallographie X ?
                            Les expériences Ramsauer-Townsend, le « philosophe génial » vous les décrira-t-il un jour ? 1921.
                            Le « philosophe génial » vous décrira-t-il un jour proprement la dispersion Compton ? 1923.
                            Intérêt et limites de l’analyse chimique au spectrographe ?
                            Pourtant rien n’est plus quantique.
                            Intérêt et limites de l’analyse chimique infra-rouge ?
                            Principe, forces et limites de la microsonde de Castaing ?
                            ...


                            • Bernard Dugué Bernard Dugué 31 août 21:18

                              @JC_Lavau

                              T’es un marrant Lavaud. J’ai fait des expériences en RMN et en RPE, j’ai interprété les spectres... j’ai même fait Millikan, mais là je t’accorde que c’est plus classique que quantique, quoique, il s’agit de démontrer l’existence de la charge qui ne peut être fractionnée. Au plaisir, cher farceur

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