La physique quantique est l'étude du comportement des matière et énergie aux niveaux moléculaire, atomique, nucléaire et microscopique encore plus petit. Au début du 20e siècle, les scientifiques ont découvert que les lois régissant les objets macroscopiques ne fonctionnent pas de la même manière dans de si petits domaines.
Que signifie quantique?
"Quantum" vient du latin qui signifie "combien". Il se réfère aux unités discrètes de matière et d'énergie qui sont prédites et observées en physique quantique. Même l'espace et le temps, qui semblent extrêmement continus, ont les plus petites valeurs possibles.
Qui a développé la mécanique quantique?
Au fur et à mesure que les scientifiques ont acquis la technologie pour mesurer avec plus de précision, des phénomènes étranges ont été observés. La naissance de la physique quantique est attribuée à l'article de Max Planck de 1900 sur le rayonnement du corps noir. Le développement du champ a été fait par Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Richard Feynman, Werner Heisenberg, Erwin Schroedinger et d'autres figures lumineuses sur le terrain. Ironiquement, Albert Einstein avait de sérieux problèmes théoriques avec la mécanique quantique et a essayé pendant de nombreuses années de le réfuter ou de le modifier.
Quelle est la particularité de la physique quantique?
Dans le domaine de la physique quantique, l'observation de quelque chose influence en fait les processus physiques en cours. Les ondes lumineuses agissent comme des particules et les particules agissent comme des ondes (appelées dualité onde-particule). La matière peut aller d'un endroit à un autre sans se déplacer dans l'espace intermédiaire (appelé tunnel tunnel quantique). L'information se déplace instantanément sur de grandes distances. En fait, en mécanique quantique, nous découvrons que l'univers entier est en fait une série de probabilités. Heureusement, il tombe en panne lorsqu'il s'agit de gros objets, comme le montre Le chat de Schrödinger expérience de pensée.
Qu'est-ce que l'intrication quantique?
L'un des concepts clés est enchevêtrement quantique, qui décrit une situation où plusieurs particules sont associées de telle manière que la mesure de l'état quantique d'une particule impose également des contraintes sur les mesures des autres particules. Ceci est mieux illustré par le Paradoxe EPR. Bien qu'à l'origine une expérience de pensée, cela a maintenant été confirmé expérimentalement par des tests de quelque chose connu sous le nom de Théorème de Bell.
Optique quantique
Optique quantique est une branche de la physique quantique qui se concentre principalement sur le comportement de la lumière ou des photons. Au niveau de l'optique quantique, le comportement des photons individuels a une incidence sur la lumière émise, par opposition à l'optique classique, qui a été développée par Sir Isaac Newton. Les lasers sont une application issue de l'étude de l'optique quantique.
Électrodynamique quantique (QED)
L'électrodynamique quantique (QED) est l'étude de l'interaction des électrons et des photons. Il a été développé à la fin des années 40 par Richard Feynman, Julian Schwinger, Sinitro Tomonage et d'autres. Les prédictions du QED concernant la diffusion des photons et des électrons sont précises à onze décimales près.
Théorie du champ unifié
Théorie du champ unifié est une collection de voies de recherche qui tentent de réconcilier la physique quantique avec Théorie d'Einstein de la relativité générale, souvent en essayant de consolider forces fondamentales de la physique. Certains types de théories unifiées comprennent (avec un certain chevauchement):
- Gravité quantique
- Loop Quantum Gravity
- Théorie des cordes / Théorie des supercordes / Théorie des M
- Grande théorie unifiée
- Supersymétrie
- Théorie de tout
Autres noms pour la physique quantique
La physique quantique est parfois appelée mécanique quantique ou théorie des champs quantiques. Il a également divers sous-domaines, comme discuté ci-dessus, qui sont parfois utilisés de manière interchangeable avec la physique quantique, bien que la physique quantique soit en fait le terme le plus large pour toutes ces disciplines.
Principales constatations, expériences et explications de base
Premières constatations
- Rayonnement du corps noir
- Effet photoélectrique
Dualité onde-particule
- Expérience à double fente de Young
- Hypothèse de De Broglie
L'effet Compton
Principe d'incertitude de Heisenberg
Causalité en physique quantique - Expériences de pensée et interprétations
- L'interprétation de Copenhague
- Le chat de Schrödinger
- Paradoxe EPR
- L'interprétation de nombreux mondes