Blogue
Congrès de l'ACP — première journée : la mécanique quantique tient-elle la route?
Cette question fut posée, plus tôt aujourd'hui, par le physicien et prix Nobel de physique Tony Leggett. Ce chercheur britannique est professeur en Illinois et, depuis peu, détenteur d'une chaire prestigieuse à l'Université de Waterloo. (Cette chaire est financée par le fondateur de la compagnie Research in Motion, j'y reviendrai une autre fois.)
La question de Leggett est importante. On sait, après plus de 80 ans d'expériences, que la théorie quantique s'applique sans faute au monde des atomes. Les phénomènes étranges qu'on rencontre à cette échelle microscopique peuvent tous être expliqués grâce à cette théorie brillante qui a bouleversé notre compréhension du monde, dans les années 1920.
Mais, cette théorie qui reste mystérieuse pour le commun des mortels ne semble pas avoir d'impact au niveau de notre vie quotidienne : les objets autour de nous ne disparaissent jamais par un effet tunnel quantique, par exemple. Dès sa découverte, les physiciens tels que le Danois Niels Bohr durent imposer une contrainte à cette théorie : elle doit reproduire les phénomènes classiques, newtoniens, à notre échelle. Mais est-ce que derrière cette règle se cache une théorie en deux parties, une microscopique et une macroscopique, ou est-ce que les équations quantiques peuvent réellement s'appliquer au monde quotidien?
Bien que la majorité des physiciens croient que la mécanique quantique est valide partout, la méthode scientifique exige qu'on vérifie cette supposition. Pendant longtemps, ce ne fut pas possible. Les seuls états quantiques observables expérimentalement se limitaient à quelques atomes (sauf des phénomènes particuliers qui ne permettent pas une vérification directe des fondements de la théorie quantique).
Grâce à la course à l'ordinateur quantique, lancée il y a une dizaine d'années, la technologie a progressé à un rythme incroyable et on peut maintenant étudier des effets quantiques — dits cohérents — dans des systèmes qui comptent plusieurs milliards d'atomes. Nous ne sommes pas encore rendus à l'échelle macroscopique (qui compte mille milliards de milliards d'atomes (1022 atomes), mais on s'approche.
C'est dans l'optique de cette nouvelle technologie que le physicien théoricien Tony Leggett a proposé un test de la mécanique quantique. Ce test définit une mesure bien particulière. Si cette valeur est au-dessus d'un certain seuil, alors on est certain que la théorie quantique s'applique à notre environnement, sinon, il faut retourner à notre table à dessin et comprendre ce qui se passe. Si le test faillit, c'est donc une nouvelle révolution qui nous attend.
Lors du vote à main levée pris par Leggett dans la salle, seuls deux physiciens, sur environ 250, ont prédit la faillite de la théorie quantique. Car la théorie quantique a passé tous les tests qu'on lui a fait subir depuis 80 ans. Mais la possibilité de sonder un peu plus cette représentation étrange de l'Univers ne manque pas d'intérêt et je suis certain que des expérimentateurs sont déjà à l'oeuvre.
Et vous, quelle est votre opinion? La théorie quantique résistera-t-elle?
Vous devez vous identifier ou créer un compte pour écrire des commentaires
4 commentaires
|
par Anonymous
il y a 4 années
|
|
 |
La grande majorité des physiciens sont d'avis que la décohérence explique le fait que la superposition d'états, un des effets quantiques les plus impressionnants, ne soit pas visible à l'échelle macroscopique. Toutefois, il est possible d'imaginer d'autres raisons pour que ces effets ne soient pas présents. On pense, par exemple, à la théorie des univers multiples d'Everett. Comme la physique n'est pas une science démocratique (ce n'est pas parce que la majorité des chercheurs pense quelque chose que c'est vrai), il faut tester. Normand |
|
par Quentin
il y a 4 années
|
|
|
|
J'ai entendu parlé dans une revue de vulgarisation scientifique de la notion de décohérence qui expliquerait une transition entre le monde classique et quantique : les effets quantiques s'atténueraient avec le temps, d'autant plus vite que le système est en contact avec le monde extérieur... |
|
par Stephane Dumas
il y a 4 années
|
|
|
|
La mécanique quantique est basée sur les probabilités qu'un évènement survienne ou non. Hors, j'ai cru lire qu'il y avait un groupe qui proposait une nouvelle avenue à la description de l'infiniment petit. C'est une théorie basée sur l'information. Un peu comme Einstein pensait abordé le problème: il doit y avoir des variables que nous ne connaissons pas encore et qui pourraient expliquer ce que l'on voit sans recourrir aux probabilités. Malheureusement, je ne me souviens plus où j'ai lu ça. Un autre alternative à la théorie quantique reste la célèbre théorie de corde. Mais encore une fois, elle n'est pas tout à fait au point. Donc pour l'instant, nous restons pris avec la quantique. Elle n'est pas si mal après tout, on est capable grâce à cette dernière de construire des composantes électroniques de plus en plus petites. sd. |
Avec ses centaines ou milliers de variantes possibles parmi lesquelles on ne sait que choisir, la théorie des cordes est bien loin de remplacer la mécanique quantique.
Les théories à variables cachées (auxquelles Einstein s'est intéressé) et qui devraient expliquer les probabilités observées ont été abandonnées avec la découverte du théorême de Bell (et des expériences qui ont suivi), qui démontre qu'elles sont sans espoir. Le concept de "propriétés intrinsèques de la matière" ne correspond pas à la réalité. Par exemple, si on ne peut pas déterminer la position et la vitesse d'une particule au-delà d'une certaine précision (selon la relation d'incertitude d'Heisenberg), ce n'est pas seulement parce qu'on bouscule la particule en l'observant : il semble bien qu'il soit faux de dire qu'une particule de matière possède une vitesse et une position précises à chaque instant. Il en est de même des autres paires de propriétés complémentaires. Le monde quantique échappe à notre intuition issue du monde macroscopique.
Aucune nouvelle théorie ne peut actuellement prétendre sérieusement remplacer la mécanique quantique.