S01 E08 Bienvenue dans le monde quantique !

La carte de notre voyage

Cette carte est susceptible d'évoluer au fur et à mesure de notre progression.

L'itinéraire vert, c'est l'itinéraire, je dirais "habituel" des vulgarisations. Je l'ai déjà parcouru plusieurs fois. Je ne le regrette pas et si vous ne l'avez jamais expérimenté, je vous conseille d'essayer vous aussi. Vous trouverez sur Youtube ou ailleurs de très nombreuses vidéos, articles ou ouvrages qui font ça très bien. J'en indique quelques-uns à la fin de cet épisode.

En général, l'itinéraire vert commence par les fentes de Young et l'histoire des électrons qui passent supposément "par deux fentes à la fois". Mais ça n'est en fait qu'une manière de parler, comme nous le verrons dans une prochaine étape en passant par l'itinéraire bleu qui nous fera découvrir par la même occasion la forêt des cubites (d'où on tire le bois nécessaire à la fabrication des ordinateurs quantiques ).

Ensuite, quand on passe par l'itinéraire vert, on jette un coup d'oeil sur le coup du chat de Schrödinger, qui est censé être à la fois mort et vivant. Là aussi, nous verrons de notre côté dès la prochaine saison que ce n'est qu'une manière de parler. Et nous y reviendrons de manière plus rigoureuse dans une saison ultérieure.

Histoire de chopper un peu plus le tournis, l'itinéraire vert aborde en vitesse de l'hypothèse des mondes parallèles d'Everett. Là pour le coup, ça n'est peut-être pas qu'une manière de parler, mais bon, c'est la même chose, nous regardons tout cela le moment venu de beaucoup plus près [1].

Enfin, sur l'itinéraire vert, on est obligés de prendre énormément de recul, quitte à se perdre un peu dans les marais du Quantox pour voir le reste du paysage. On observe alors par exemple de très loin le coup du soi-disant "principe d'incertitude". Sur ce sujet, nous en apprendrons plus dès notre prochaine saison, mais nous étudierons aussi les choses de beaucoup plus près en passant par l'itinéraire bleu et nous comprendrons, notamment en compagnie d'Etienne Klein, qu'il n'y a aucune incertitude, mais de l'indétermination, ce qui n'est pas du tout pareil.

On parlera aussi dès la prochaine saison d'intrication quantique. Un sujet à la mode mais pour lequel, si on se limite à l'itinéraire vert, le meilleur côtoie souvent le pire du Quantox. Mais ce n'est qu'ensuite, après la saison 04 que nous aurons assez de bagage mathématique pour approfondir d'avantage ce sujet.

De la nécessité des mathématiques

L'itinéraire vert n'est pas à mépriser. Au contraire, il est très intéressant pour une première exploration.

Mais le problème, c'est qu'il n'est pas possible de regarder les choses de plus près sans passer par l'itinéraire bleu qui contient un minimum de mathématiques.

À vrai dire, il faut bien reconnaître que plus on monte et plus on est obligé d'avoir un minimum d'équipement mathématique pour avancer dans l'escalade.

Pour les touristes que nous sommes, ce ne seront pas des mathématiques très compliquées, car nous n'aurons jamais besoin de faire des calculs d'ingénieurs ou de chercheurs. Mais nous aurons besoin quand même de comprendre au moins les grandes lignes de quelques notions mathématiques qui ne sont enseignées qu'au delà de la classe de terminale. On n'y peut rien, c'est comme ça, «le grand livre de la nature est écrit en langage mathématique» (Galilée).

Et on peut bien estimer que les mathématiques ont « une efficacité déraisonnable » (Haming) dans ces sujets, ça ne change rien au fait qu'elles soient indispensables.

Mais soyez rassurés !

Si vous envisagez de m'accompagner dans la suite de notre voyage, nous irons très progressivement, pour la bonne et simple raison que j'aurai moi-même énormément de choses à apprendre, en même temps que vous, au fur et à mesure de notre progression. Le seul petit avantage que j'aurai peut-être sur vous, et encore pas toujours, c'est que je me suis déjà perdu plusieurs fois dans ces hauteurs et que du coup, je crois savoir à peu près quel équipement mathématique nouveau je vais avoir besoin de me procurer.

Les saisons 02 à 04

• La saison 02 nous permettra de nous familiariser, avant même de commencer la partie mathématique du voyage, avec les concepts fondamentaux de la physique quantique et notamment les postulats de la physique quantique, et quelques-unes des «bizarreries» quantiques les plus célèbres.
• La saison 03 prendra la forme d'une retraite mathématique à «l'ermitage du Spin», ainsi nommé en l'honneur du mathématicien Charles Hermite et de l'étude du spin des particules élémentaires. Nous y resterons le temps nécessaire pour que chacun puisse se familiariser à son rythme avec le formalisme mathématique de base de la physique quantique.
• La saison 04 nous permettra de revenir de manière beaucoup plus détaillée sur les postulats de la mécanique quantique qui auront été rapidement survolés dans la saison 02.

Pour celles et ceux qui seraient pressés de nous rattraper, voire de nous dépasser, ces quatre premières étapes de notre voyage correspondront à peu près aux leçons 1 à 3 du célèbre cours de physique quantique "grand public" donné par Leonard Susskind à Stanford en 2012 [2], mais en français, avec beaucoup plus d'exemples et d'images, et surtout en prenant tout le temps nécessaire pour progresser tranquillou. À tout de suite !

Voilà, j'espère que vous avez apprécié cette première saison et que nous retrouverons pour la suivante.

À présent, je vous invite à vérifier rapidement, par un petit quizz, que vous êtes désormais armés pour la saison 02 de notre voyage. Si vous avez suivi attentivement cette première saison, vous vous apercevrez que vous commencez déjà à comprendre nombre de choses qui seront indispensables pour la suite.

À bientôt donc dans la saison 02 !

Notes et références

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