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Accueil du site > Culture & Loisirs > Étonnant > Nouvelles quantiques de notre monde... pour les nuls

Nouvelles quantiques de notre monde... pour les nuls

Brian Greene, dans son ouvrage « L'Univers élégant » publié en 1999, a écrit que la théorie quantique « apporte le cadre théorique nécessaire pour comprendre l'Univers aux plus petites échelles ». La physique classique – c'est-à-dire toute théorie non quantique, donc les théories de la relativité aussi – décrirait l'Univers aux plus grandes échelles.
 
Et pourtant.. Ce n'est pas si évident que cela.

 

Ces propos de Brian Green  reflètent une pensée assez répandue jusque récemment :

1) Que la Physique Quantique s’applique aux particules élémentaires, et donc à des échelles infinitésimales. Comme nous le verrons plus loin, dans ce monde-là, pour le profane, nous sommes dans le domaine de la science-fiction. Une particule peut être ici ou là, en même temps, "morte ou vivante".. Don d’ubiquité, retour vers le futur et tutti quanti. 

 
2) Conséquences de 1) : Dés que l’on étudie des systèmes macroscopiques, les lois quantiques ne s’appliquent plus. Nous sommes alors soumis aux lois classiques de la Physique : Kepler, Newton etc... Monde où chacun occupe un point de l’espace à un instant t, subit la gravité et où le temps s’écoule inexorablement.
Cependant, en découvrant des phénomènes quantiques ayant un impact à l’échelle de systèmes macroscopiques, les scientifiques nous font entrevoir une réalité bien différente..
 
Que se passe-t-il dans le monde quantique ? 
 
Le monde des particules élémentaires - quanta - a de drôles d’us et coutumes :
D’abord une particule est à la fois une particule et une onde. L’exemple le plus parlant est celui de la lumière qui est composée de photons (petites particules de lumière) qu’on a pu observer et se trouve être en même temps une onde, qui se propage dans l’espace et répond aux lois de la « diffraction » notamment. 
Dans la théorie quantique, la particule est soumise au principe d’incertitude de Heisenberg  qui dit en substance qu’on ne peut en connaître avec précision l’état.

Elle est décrite par une formule mathématique appelée « fonction d’onde ». Elle possède en quelque sorte une superposition d’états probables.
 

« Ainsi, si on oblige une particule à se déterminer dans un état précis pour répondre à la mesure que l’on cherche à effectuer, alors la superposition d’états disparaît. On oblige la particule à répondre à l’appareil de mesure. Mais pour cela, cette particule passe d’un régime ondulatoire à un régime corpusculaire, et la frange d’interférence disparaît. Dès qu’il intervient, l’appareil de mesure devient une nouvelle caractéristique de l’objet qu’il observe, et perd toute indépendance avec le donné. »
 
Peut-on lire dans : les impertinences quantiques
 
 
Le chat de Schrödinger
 
 Le chat de Schrödinger est une expression désignant en Physique une expérience de pensée proposée en 1935 par le Prix Nobel Erwin Schrödinger. Elle devait permettre de "connecter" les concepts abstraits du monde quantique avec le monde "classique".
Un chat, objet macroscopique donc, se retrouve malgré tout soumis aux règles étranges du monde de la Physique Quantique.
Dans l’expérience du chat de Schrödinger, le chat est à la fois mort et vivant et c’est l’observateur du chat qui détermine l’état du chat.

Exprimé autrement, si on transposait les concepts quantiques à notre monde :
Il n'existerait pas d'état prédéfini dans l'espace-temps. Tout serait possible, partout, nulle part, avant, après..Une superposition d'états probables : mort et vivant, ici et pas ici, avant et après..
Seule l'observation, opérée par un observateur, va pouvoir créer un état défini du système observé, appelée parfois « réduction quantique ». C'est ainsi que l'on peut donc voir le chat mort et vivant.
Dit autrement, en Physique Quantique, toute mesure affecte le système mesuré.
 
 
Notre monde macroscopique « classique » peut-il obéir aux lois quantiques ?
 
Posée autrement, la question est : Comment les lois quantiques se manifestent-elles dans notre monde ? 
A ce stade, il faut être prudent car des non-scientifiques de tous bords ont souvent extrapolé de façon assez légère les théories quantiques pour tenter d’expliquer les phénomènes paranormaux, la « conscience », voire Dieu. Après tout, pourquoi pas, ne soyons pas sectaires. 
Cependant, il est admis aujourd'hui que des recherches scientifiques ont mis en évidence des "effets quantiques" dans des systèmes macroscopiques.
 
Dans cet article, on peut lire : 
 
« En 2010, une équipe de l’université de Californie a réussi à mettre en vibration une micro planche de 40 micromètres de long (presque visible à l’œil nu) à 2 fréquences en même temps. C’est à dire, en conséquence, que la planche se trouve à deux endroits différents, en même temps ! Cela paraît impossible, et ça l’est selon la théorie classique, mais voilà qui est tout à fait normal dans un monde quantique. »
On l’a compris : la planche est un objet classique, et non quantique.
Selon les scientifiques, cela serait lié au phénomène de l’intrication quantique (les scientifiques ont l’art de trouver des mots qui collent si bien à la réalité..). Il faut bien expliquer ce que c’est pour comprendre, la vulgarisation ne dispensant pas d’une certaine rigueur, quoique toute relative.
 
Qu’est ce que l’intrication quantique ?
 
Phénomène découvert dés les années 30 par Albert Einstein et Erwin Schrödinger, et survenant lorsque deux systèmes physiques se retrouvent dans un état quantique dans lequel ils ne forment plus qu'un seul système.

L'ont sait maintenant que la mesure d'un système physique affecte le système lui-même. 

Dans le cas où les systèmes sont en intrication, toute mesure sur l’un des systèmes affecte l’autre, et ce, quelle que soit la distance les séparant. C’est comme un couple fusionnel..
"Avant l’intrication, deux systèmes physiques sans interactions sont dans des états quantiques indépendants mais après l’intrication ces deux états sont en quelque sorte « emmêlés » et il n’est plus possible de décrire ces deux systèmes de façon indépendante. »
 
In futurasciences.fr
 
L’intrication se dit aussi principe de non localité.
Donc, pour reprendre notre histoire de la planche, "dès lors que l’on peut conférer un état intriqué à des solides grands et chauds, on peut s’interroger sur la possibilité de constater l’intrication quantique chez un être vivant."
Et ce n’est pas le chat qui va permettre d’observer ce phénomène, mais..le rouge-gorge.
 
Le rouge-gorge quantique
 
Le rouge-gorge est un oiseau migrateur qui n'est pas sensible aux inversions du champ magnétique. Ces oiseaux, qui parcourent chaque année 13000 kms, ne distinguent donc pas le nord du sud. Cependant, des expériences menées dans les années 70 ont montré qu'ils perçoivent l’inclinaison du champ magnétique et qu'ils perdent tout sens de l'orientation si on leur bande les yeux.
On peut apprendre ici que ;

"En 2000, Thorsen Ritz, chercheur à l’université de Floride et passionné des oiseaux migrateurs, propose une explication : L’intrication quantique. Selon lui, la rétine d’un oiseau contiendrait une molécule contenant une paire d’électrons intriqués de spin total nul. Les photons de lumière, absorbés par la molécule, séparent les deux électrons qui deviennent alors sensibles au champ magnétique terrestre.
L’inclinaison du champ magnétique affecte différemment les deux électrons et déséquilibre le système intriqué. Ce déséquilibre se traduit par une réaction chimique, transmise par influx nerveux au cerveau, que ce dernier transforme en une image du champ magnétique. 
Ainsi, l’oiseau serait doté d’un dispositif macroscopique ayant un fonctionnement quantique"
 
Un rouge-gorge est donc un être « classique » et pourtant il se comporte de façon quantique, un peu comme le chat hypothétique de Schrödinger.
 

A ce stade, il n’existe que des preuves indirectes de ces hypothèses.

Cependant, la recherche du phénomène d’intrication dans la nature devrait se développer, et donner lieu à de nombreuses découvertes reculant sans cesse les barrières de notre modèle du monde

 
 Références :
 

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/physique-1/d/apres-le-chat-voici-le-virus-de-schroedinger_20469/

- Conférence faite par Mr J-F Le Bourhis - IPR-IA de l'Académie de Caen. Document complet : ici.

http://www.cahiers-ed.org/ftp/cahiers6/C6_mourlevat.pdf

- L’univers Elégant – Brian Green . Poche.


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20 réactions à cet article    


  • Bernard Pinon Bernard Pinon 22 décembre 2011 15:12

    Il existe dans notre monde macroscopique des objets qui sont, comme les particules élémentaires, à la fois onde et corpuscule : ce sont les notes de musique. Comprendre les particules comme des notes de musique plutôt que des grains de matière permet de raisonner sur ces objets bizarres de manière bien plus intuitive, même si cette analogie a ses limites (quelle est la masse d’une note de musique ?).


    • flesh flesh 22 décembre 2011 22:10

      La meilleure analogie ne serait-elle pas la vague de l’océan ?


    • herbe herbe 22 décembre 2011 15:26

      Merci beaucoup !


      en ce qui concerne l’extension au monde macroscopique, une petite lecture qui pourrait être utile :


      extrait :
      « Ceci voudrait dire que, pour progresser dans les sciences du monde macroscopique, il faudrait faire plus systématiquement qu’aujourd’hui appel à la façon dont les physiciens quantiques se représentent les entités quantiques : principe de superposition d’état et création d’interférences, intrication, représentation probabiliste (fonction d’onde), intervention de l’observateur (décohérence), etc. »

      • kali 22 décembre 2011 17:15

        @herbe
        merci pour le lien, très intéressant.

        @Bernard Pinon
        Je suis un amoureux de la musique (j’aurai voulu en faire mais jamais eu le temps)
        Ce que vous dites m’intrigue, pouvez-vous en dire plus ? Comment aborder quantiquement la musique ?


        • herbe herbe 22 décembre 2011 19:24

          De rien Kali content qu’il vous ait plu.


          D’autant plus qu’au vu du moinssage au moment où je poste, manifestement on ne peut pas plaire à tout le monde (j’aurais juste souhaité savoir pourquoi vu que pour une fois le sujet n’est pas polémique mais bon ...)

          Juste pour ajouter que l’auteur de l’article de mon lien est aussi rédacteur d’articles sur agoravox et fait la promotion de la MCR, ce qui amha est vraiment justifié tant elle est prometteuse (je crois qu’on imagine difficilement le potentiel et ce sur tous les sujets ...)

          Au plaisir...

        • ObjectifObjectif 22 décembre 2011 17:16

          La dualité onde-particule s’applique bien à toute taille de molécule, c’est démontré par les expériences d’interférence au moins jusqu’au C60 cf http://res-nlp.univ-lemans.fr/NLP_C_M04_G02/co/cours_04.html

          Du coup la reconnaissance de molécules complexes par des fréquences électromagnétiques de résonance distinctives en découle naturellement, laissant penser que l’assemblage de molécules soit aussi reconnaissable ainsi, à l’échelle d’une cellule ou d’un organisme.

          Il s’ensuit naturellement que des découvertes permettant la détection électromagnétique de substances organique dans de l’eau semblent naturelles, comme l’a dit Jacques Benveniste, qui est mort du discrédit qui lui a été porté suite à cette découverte, ou comme le défend encore Luc Montagnier.

          Et l’on ne peut donc pas exclure d’autres phénomènes quantiques, en particulier lié à l’intrication, aux échelles de taille biologique.


          • kali 22 décembre 2011 22:48

            @objectifobjectif
            J’avais entendu parler J Benveniste. Les scientifiques sont parfois cruels les uns envers les autres et les précurseurs ont toujours (ou souvent) payé cher le fait d’avoir bouleversé les modèles établis ou refusé de se plier aux protocoles reconnus. Je pense que les années à venir vont voir une accélération des découvertes..


          • glopglop70 glopglop70 22 décembre 2011 18:00

            Bonjour,

            Une réaction à froid : « D’abord une particule est à la fois une particule et une onde. »
            Peut-être est ce l’esprit qui observe qui définit si l’objet observé est une onde ou une particule. A ce niveau quasi invisible, si je prends un outil pour mesure la longueur d’onde, alors j’anticipe sur ce que je vais trouver : une onde. Si je prends un outils pour définir la position de l’objet observé, alors j’anticipe sur ce que je vais trouver : une particule. Je ne peux utiliser simultanément les 2 outils.
            Demain, à la lumière d’autres découvertes, d’autres outils (c’est à dire conditionné d’une autre façon), l’esprit la verra sous une autre manifestation.
            Le point commun entre l’onde et la particule c’est l’esprit qui observe (créé ?). Comprendre ce qui nous entoure, notre environnement, c’est comprendre notre esprit. Qu’avons nous nous entrepris à ce jour pour comprendre notre esprit ?

            bien amicalement, et bonnes fêtes de fin d’année à vous tous ainsi qu’à tous les êtres qui vous sont chers.

            bien amicalement


            • mahatma mahatma 22 décembre 2011 19:58

               le jour où la science comprendra l’esprit, possible qu’elle n’ait plus aucune raison valable pour continuer d’exister ensuite ...
               smiley


            • kali 22 décembre 2011 22:37

              Ce que vous dites est vrai en ce sens que la mesure opère une réduction quantique et je rapproche ce que vous dites de ce que dit mahatma plus loin, en substance : notre monde classique est une réduction quantique opérée par notre observation avec un instrument de mesure (interne ou externe). 
              Les instruments de mesure scientifiques certes pourront évoluer mais l’esprit aussi évolue et opère aussi à sa façon des « mesures » en dehors de tout instrument extérieur. De génération en générations, l’esprit humain appréhende des objets de plus en plus complexes et cela aussi fera évoluer notre vision de l’univers et donc l’univers perçu..
              Bonnes fêtes également à vous et vos proches
              Amicalement


            • mahatma mahatma 22 décembre 2011 19:16

              Merci pour cet article ...

              et si tout n’avait jamais cessé d’être et de fonctionner en mode quantique et que ce que vous nommez classique n’était qu’une interprétation de cette « réalité » quantique par le cerveau, interprétation forcément restreinte par les limites des sens ... ?
              On pourrait dire qu’il la « rend » « classique » afin d’être accessible au décriptage par le cerveau ...
              Comme la science a été « imaginée » avant la découverte du quantique, les hommes ont supposé que leur perception première était la réelle, la « classique » ;
               L’interprétation quantique est venue ensuite et est en train peut-être de « balayer » le rêve ...


              • kali 22 décembre 2011 22:40

                @Mahatma
                L’interprétation quantique est-elle entrain de balayer le rêve ou fait-elle partie du rêve, cher Mahatma ? smiley


                • mahatma mahatma 23 décembre 2011 09:08

                   smiley Que du rêve, Kali, ... que du rêve ...
                  l’interprétation quantique de la réalité est plus raffinée, plus étendue, plus élégante que la « classique » mais reste qu’un rêve,

                  un sujet de réflexion intéressant est : comment est donc la « réalité » hors « interprétation » ... ?


                • kali 23 décembre 2011 11:29

                  @Mahatma
                  « comment est donc la »réalité« hors »interprétation« ... ? » Là nous entrons dans le monde de la cosmologie sans sortir complètement du monde de la « science »

                  Si on reste dans la théorie quantique la notion de réalité absolue n’existe pas. Puisqu’un état donné dépend de l’observation.. Un article intéressant in la recherche
                  extrait

                  « C’est à ce problème que s’est attelée l’équipe autrichienne. Elle a réalisé une expérience similaire à celle d’Alain Aspect, mais en mesurant une autre propriété quantique des photons. Les résultats indiquent que la mécanique quantique s’accommode mieux d’une forme de localité que du réalisme. Pour ainsi dire, les propriétés d’une particule n’« existent pas » tant qu’elles n’ont pas été mesurées ! »

                  Alors ?


                  • kali 23 décembre 2011 11:31

                    @mahatma
                    lien sur l’article que je cite
                    http://www.larecherche.fr/content/recherche/article?id=6954


                  • mahatma mahatma 23 décembre 2011 12:26

                    Puis-je flatter mon égo et affirmer, si j’ai bien compris cette notion dans cet article que les forces de l’univers, par exemple la force magnétique ou nucléaire n’exitent que parce que j’existe ... ?
                    Amusons nous,
                    Donc possible que rien n’existe sans que j’existe,
                    et par déduction Je suis tout ce qui est ... smiley


                  • mahatma mahatma 23 décembre 2011 12:37

                    je reformule
                    Puis-je flatter mon égo et affirmer, si j’ai bien compris cette notion évoquée dans cet article que le sable, les montagnes, le soleil, les univers ou même des éléments aussi primordiaux que les forces de l’univers, par exemple la force magnétique ou nucléaire n’existent que parce que j’existe en tant qu’observateur pour l’observer ... ?
                    Amusons nous,
                    Donc possible que rien n’existe sans que j’existe,
                    et par déduction donc Je suis tout ce qui est ... smiley


                  • ddacoudre ddacoudre 23 décembre 2011 11:50

                    bonjour kali

                    je n’ai pas lu ton article jusqu’au bout car je suis toujours cette actualité.
                    mais ce qui m’a attiré l’attention c’est le lien avec la psychologie. je ne sais pas si le livre de Gell-man le découvreur des quartz est toujours édité, « le quartz et le jaguar »
                     c’est justement ce lien qu’il fait, et c’est par son ouvrage que j’ai finit par comprendre que le monde quantique, ’est que le fruit de nos propre capacité cérébrale dont l’on mesure avec l’énorme potentialité, alors que nous vivons généralement avec un psychisme clos, verrouillé, bloqué par un nécessaire langage fondateur qui castre aussi toute évolution rapide de l’intelligence cérébrale pour s’en tenir aux empirique comportement émotionnels que nous ne pouvons exclure. j’ai souvent lu les débats entre bouddhiste et scientifiques de monde quantique, il se rejoignent indiscutablement. c’est seulement les moyens utilisés qui les distingues.
                    ceci dit je pense que tu as bien fait de partager cette connaissance.
                    ddacoudre.over-blog.com .
                    cordialement


                    • henri_jac 23 décembre 2011 12:42

                      Bonjour et merci pour cet article et toutes les réactions !


                      Particule et onde, intrication, réduction du paquet d’onde, interférence ... Pourquoi la lumière se déplace-t-ele en ligne droite ? Quel « matériau » transporte la lumière ?

                      Toutes ces questions et en général toutes les questions non liées à la gravitation ou à certaines désagrégations nucléaires sont parfaitement expliquées à partir de quelques règles simples de la mécanique quantique. La mécanique quantique est une théorie incompréhensible mais son pouvoir de prédiction et d’explication est tel qu’elle est indubitable. 

                      Il faut commencer par avaler des couleuvres. Par exemple abandonner les notions de trajectoire. On voit une particule à un endroit, puis à un autre mais le trajet entre les deux est indéterminé. 
                      La probabilité de présence à tel ou tel endroit est calculée très précisément en considérant l’intégralité des chemins possibles, y compris les plus improbables. A partir de là on comprend les interférences, la propagation en ligne droite de la lumière et bien d’autres phénomènes.

                      Ces règles de calcul ont été développées par le physicien Richard Feynman. Son petit livre « Lumière et matière » reprend de manière particulièrement limpide et avec beaucoup d’humour une série de conférences qu’il a donné sur le sujet. 

                      Bonnes fêtes à tous !

                      Henri Jac


                      • kali 23 décembre 2011 12:54

                         ;@henri jac
                        Merci pour la référence Feynman, que je ne connaissais pas. Le souci avec les publications des plus grands théoriciens de la MQ est que c’est truffé d’équations mathématiques ! Et ce qui rend cette science si belle inaccessible au plus grand nombre, c’est qu’elle ne parle que le langage des maths et que nous devons tous jouer les traducteurs..
                        Bonnes fêtes aussi à vous !

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