💼 Physique quantique pour les francs-maçons et autres amateurs
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Avant de vraiment commencer à réfléchir aux mystères du monde quantique, il nous faut dans un premier temps disposer de quelques idées, même si elles sont un peu floues, de ce qui nous attend.
Voici quatre expériences classiques, dont nous n’allons pas élucider à ce stade les mystères, mais qui constitueront un premier bagage empirique. Il constituera un socle, un point de départ, avant d’aborder les choses de manière plus rigoureuse.
L’expérience des fentes de Young
L’expérience des fentes de Young est une sorte de passe obligé lorsqu’on aborde la mécanique quantique.
Je ne vais donc pas déroger à cette entrée en matière, d’autant que nous aurons à revenir longuement plus loin sur cette expérience.
Elle est tellement célèbre que, plutôt que de réinventer la roue, je vais plutôt vous aiguiller vers cette remarquable vidéo de 15 minutes environ de David Louapre. Je ne saurais pas faire mieux que lui.
Une fois que vous avez vu cette vidéo, vous vous dites sans doute que tout ça est bien mystérieux et que vous n’y comprenez pas grand chose ? C’est normal. Comme le disait Leonard Susskind, des millions d’années d’évolution ont aboutit à ce que notre cerveau soit très doué pour suivre le mouvement des lapins, des oiseaux, des prédateurs ou des vagues mais pas pour comprendre celui des électrons, qui n’obéit pas du tout à la même logique.
Mais passons maintenant à une autre expérience emblématique.
L’expérience d’Elitzur et Vaidman
Cette expérience, plus récente et moins connue que celle des fentes de Young, va nous plonger encore un peu plus dans le mystère fondamental de la mécanique quantique.
Comme je ne trouvais pas de vidéo sur le sujet qui soit adaptée à nos besoins et à notre niveau, j’ai réalisé celle-ci. Elle est un peu longue (40 minutes) mais je crois qu’elle explique bien et très complètement tous les concepts dont nous aurons besoin plus tard. Et tout ça sans formules mathématiques!
(NB: Une explication plus rigoureuse encore de cette expérience nécessitera un minimum de mathématiques « avancées » que nous aborderons dans un autre chapitre).
L’expérience de Stern et Gerlach
L’expérience de Stern et Gerlach nous servira énormément dans la suite de notre étude. Si vous ne la connaissez pas déjà, cette série de 8 petites vidéos va vous permettre d’en comprendre les grands axes:
Une expérience « extraordinaire » avec une banale ceinture.
Pour finir cette introduction, voici une propriété extraordinaire mais méconnue de l’espace dans lequel nous vivons: Si on prend en compte les liens qui les attachent au monde qui les entoure, les objets doivent faire deux tours sur eux-mêmes avant de revenir à leur configuration de départ.
Sans cette propriété, la plupart des éléments chimiques qui constituent notre univers n’existeraient tout simplement pas. Il existe en effet des liens fondamentaux entre la géométrie, y compris dans ses découvertes les plus modernes, et le monde quantique.
Nul n’entre dans les territoires quantiques s’il n’est pas au moins un peu géomètre !