La mécanique quantique

Pages: 19 (4583 mots) Publié le: 28 mars 2013
La mécanique quantique est la branche de la physique qui a pour but d'étudier et de décrire les phénomènes fondamentaux à l'œuvre dans les systèmes physiques, plus particulièrement à l'échelle atomique et subatomique. C'est aussi la partie de la physique où apparaît la constante de Planck.
Elle fut développée au début du XXe siècle par une dizaine de physiciens américains et européens, afin derésoudre différents problèmes que la physique classique échouait à expliquer, comme le rayonnement du corps noir, l'effet photo-électrique, ou l'existence des raies spectrales.
Au cours de ce développement la mécanique quantique se révéla être très féconde en résultats et en applications diverses. Elle permit notamment d'élucider le mystère de la structure de l'atome, et plus globalement elles'avéra être le cadre général de description du comportement des particules élémentaires, jusqu'à constituer le socle de la physique moderne. Elle fut complétée plus tard par la théorie quantique des champs, plus apte à décrire le comportement de la matière animée d'une vitesse proche de celle de la lumière.
La mécanique quantique comporte de profondes difficultés conceptuelles, et son interprétationphysique ne fait pas encore l'unanimité dans la communauté scientifique. Parmi ces concepts, on peut citer la dualité onde corpuscule, l'amplitude de probabilité, l'intrication quantique ou encore la non-localité.
Sommaire[masquer] * 1 Panorama général * 1.1 Lois de probabilités * 1.2 Existence des quantas * 2 Bref historique * 3 Formulation de Dirac * 4 États et observables* 5 Équation de Schrödinger * 5.1 Interprétation physique de la fonction d'onde * 5.2 Méthodes de résolution * 6 Fermions et bosons * 7 L'oscillateur harmonique * 8 Formulation de la mécanique quantique par intégrale de chemin * 9 Mécanique quantique et relativité * 10 Les inégalités de Heisenberg * 10.1 Inégalité position-impulsion * 10.2 Inégalité temps-énergie *11 L'intrication * 12 Téléportation quantique * 13 Liste des expériences * 14 Quelques paradoxes * 15 La décohérence : du monde quantique au monde classique * 16 Notes et références * 17 Voir aussi * 18 Articles connexes * 18.1 Concepts fondamentaux * 18.2 Interprétation * 18.3 Problèmes, paradoxes et expériences * 18.4 Mathématiques * 18.5 Mécaniquequantique relativiste * 18.6 Informatique quantique * 18.7 Vide quantique * 18.8 Divers * 19 Bibliographie * 19.1 Ouvrages de vulgarisation * 19.2 Ouvrages de philosophie * 19.3 Ouvrages d'initiation * 19.4 Ouvrages destinés à l'apprentissage de la discipline * 19.5 Prévention des abus d'interprétations * 19.6 Aspects historiques * 19.7 Sur ladécohérence * 19.8 Bibliothèque virtuelle * 19.8.1 Cours * 19.9 Lectures complémentaires * 20 Liens externes * 20.1 Sur la téléportation quantique |
Panorama général[modifier]
Globalement la mécanique quantique se démarque de la physique classique par deux aspects : des règles différentes quant à l'additivité des probabilités, et l'existence de grandeurs physiques ne pouvant semanifester que par multiples de quantités fixes, appelés quantas, qui donnent leur nom à la théorie.
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Lois de probabilités[modifier]
Dans la conception classique des lois de probabilités, lorsqu'un évènement peut se produire de deux façons différentes incompatibles l'une avec l'autre, les probabilités s'additionnent. Tel n'est pas le cas en mécaniquequantique, où la probabilité d'un évènement est liée à une amplitude de probabilité susceptible d'interférer, y compris de façon destructive.
Cette propriété est illustrée par l'expérience des fentes de Young, considérée notamment par Richard Feynman comme la plus emblématique du comportement quantique de la matière. Dans son cours de mécanique quantique, Feynman consacre un long chapitre...
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