Apres avoir fait le topic suivant :
http://forum.hardware.fr/forum2.ph [...] h=&subcat=
 
 
Il y en a qui parle de physique quantique    
J'ai deja entendu parler, mais pour moi c'est assez flou dans ma tête ??? j'ai compris que y'a des particules qui apparaissent au hasard ?? mais ou comment ??
 
Quelqu'un pourrais m'expliquer clairement ce que la physique quantique signifie ??  (j'ai deja fais des recherche sur google, mais les explications sont trop compliqués pour mon petit cerveau           )
 
 
merci !  

ouais ça m'intéresse aussi  

[je ne suis pas physicien]
 
principe d'incertitude d'heideger:
plus l'échelle est petite, moins il est possible de mesurer la position et/ou la vitesse d'une particule, car les erreurs de mesures deviennent en pourcentage trop importantes.
 
Donc on se contente de champs de probabilité de positions et de vitesse.
 

pas d'heideger, d'heisenberg
 
et il est impossible de connaitre a la fois vitesse et^position d'une aprticule : plus on a d'informations sur l'une des 2 quantités, moins on en aura sur l'autre.

le vide a une grande energie qui fluctue sans cesse, avec apparition - disparition de particules dites "virtuelles"

La base de la base, c'est la thèse de Max Planck sur les corps noirs (en 1900), dans laquelle il explique que l'énergie est émise/absorbé sous forme de "paquets", les quantas et que E=h nu (Energie = constante de Planck*fréquence)
 
Une conséquence de ça, c'est qu'on peut envisager la dualité onde/corpuscule  
ex : la lumière est une onde et un ensemble de particules (les photons).
 
Ensuite ya eu pas mal de développement (quel euphémisme) avec des résultats intéressants tels que le principe d'incertitude de Heisenberg : on ne peut connaitre à la fois la vitesse et la position d'une particule.  
 
ou encore, la présence de l'observateur perturbe la mesure (expérience du chat ed Schrödinger)
 
autre développement, par ex, c'est qu'on peut imaginer l'électron comme une particule ou comme une sorte de "nuage" avec des probabilités différentes d'être à un endroit ou à un autre (quasi nul à l'infini, assez grande sur l'orbitale)
 
La plupart du temps, la physique quantique (on dit aussi mécanique quantique) est trop abstraite pour être expliquable rigoureusement par des mots et seuls les équations mathématiques (comme celle de Schrödinger) peuvent en décrire toute les subtilités.
 
On peut dire que la mécanique quantique commence à s'appliquer à des distances de l'ordre de la molécule.
 
Voilà, un bref "aperçu" d'un très vaste domaine qui a complètement révolutionné la physique du siècle dernier (avec la relativité)
 
A+
 
PS : pour les puristes, j'ai volontairement essayé de faire simple. Si néanmoins certaines choses sont intolérablement fausses, merci de me corriger sans trop vous énerver.

 
pour faire plus simple la physique quantique traite de problémes a  une echele differente que la physique traditionnel (relativiste je crois).
en effet les objets ont dans cette echelle des propriétes non intuitives : a la fois une onde et une particule, ne sont plus presente dans le sens stricte du terme mais une probabilité de l'etre, le fait de "regarder" cette objet le perturbe ect...
 
les conditions dans lequels se trouve ses objets sont proches des conditions "limites" :vitesse de la lumiére.... La matiere n'est plus que des ilots d'"objets" separé par du vide.
il est normal que les propriétes macroscopique de la matiére ne s'appliquent plus.
mais surtout toutes ses bizzareries s'expliquent par le fait qu'elles sont surtout la traduction d'équations mathematiques.
 
Edit: n'orthographe et grillaid tout plein mais c pas grave....

ce n'est pas du tout lié au fait que la vitesse soit proche de celle de la lumière, là on est dans la relativité restreinte.
 
Comme l'a dis Mjule, tout est partis de la quatification des transferts d'énergie. En gros, tous les transferts d'énergie s'effectue par multiple d'une quantité minimale d'énergie (un quanta).  
 
La théorie quantique est assez complexe dans le sens qu'elle est vraiment très éloignée de la perception que l'on a des objets qui nous entoure à notre échelle. Elle prédit vraiment des trucs très étrange. Mais elle est extrèmement bien vérifiée.  
Par exemple, toute la théorie des semi-conducteurs, et la fabrication des circuits électroniques est basées là dessus.
 
Edit: en fait, historiquement, ca a "commencé" avec Einstein qui a supposé l'existence des photons (et donc le transfert d'énergie par paquet) pour expliquer l'effet photo-électrique. Et il y a de Broglie qui a supposé la dualité onde/corpuscule pour toutes les particules, pour expliquer la diffraction des électrons qui donnent qualitativement le même résultat que la diffraction des rayon-X. Puis Planck a continué l'hypothèse pour expliquer le rayonnement du corps noir et il a continué avec d'autres...
 
Pour info, l'équation maitresse de la mécanique quantique est l'équation de Shrodinger qui permet de calculer le comportement des particules. Mais elle fait intervenir ce qu'on appelle une fonction d'onde.  
C'est à dire que les particules ne sont plus considerées comme des particules ponctuelles, à une position fixée, mais on considère les particules comme des ondes de probablité.
Ca veut dire qu'une particule est décrite par la probabilité de la trouver à certaines positions

   
desole  

 
aaaaaaaaaaaaaaah jcvd   !!
il est terrible !!  

  il est génial ce type

 
en effet je me suis un rien egaré sur ce coup la, il n'y a pas de rapport evident, et je ne suis pas suffisemment erudit en la matiére pour faire un lien sans rapport. toutefois le sens que je voulais exprimé etait le suivant: les objets que traite la physique quantique ne repondent pas au regles de la physique classiques deja de part leur etat, si je ne me trompe pas lorsqu'un objet approche de la vitesse de la lumiere sa masse est sensé tendre (rapidement) vers l'infini.
or les objets traités par la physique quantique ont une masse aussi faible soit elle.
 
enfin tout est dis

Tout a été plus ou moins dit, voici néanmoins ma petite pierre rajoutée à l'édifice.
 
Le monde réel peut-être décrit à travers 3 types de mécaniques :  
  - la mécanique classique ou newtonienne;
  - la mécanique relativiste (Einstein);
  - la mécanique quantique.
 
La méca classique décrit les objets et leurs mouvements tels que nous les voyons dans la vie de tous les jours : la cohérence d'une table, un verre qui tombe par Terre, la Terre qui tourne autour du Soleil, des choses "simples".
La méca relativiste traite de cas particuliers quand ces mêmes objets atteignent des vitesses dites relativistes (à partir de c/10, soit 30.000 km/s à peu près). Einstein et sa célèbre équation "E=mc²" définit une relation entre masse et énergie en fonction de la vitesse. Les ramifications de la relativité (restreinte ou générale) sont assez vastes.
Ces deux mécaniques traitent surtout des objets massiques : une table, un vaisseau spatial, un caillou, voire une particule élémentaire dans son strict aspect corpusculaire.
 
La méca quantique vient de l'observation qu'arrivé à une certaine échelle, la méca classique ne tient plus du tout la route. Le célèbre exemple du chat de Schrödinger illustre à lui seul toute la portée de cette mécanique particulière. On enferme dans une boîte un chat vivant. Dans cette boîte se trouve une capsule de poison qui a 50% de chances de se briser, et donc de tuer le chat. L'ouverture de la boîte provoque autoamtiquement la mort du chat. Donc, tant que la boîte est fermée, on ne peut pas savoir si le chat est mort ou vivant, il est les deux à la fois. Et puisque l'ouverture provoque la mort, il est donc impossible d'observer le chat dans sa boîte.
Cette exprience peut-être reproduite très facilement avec une lumière qui se diffuse à travers une feuille percée de deux fentes. Théoriquement, le flux de photons doit passer de façon équivalente par les deux fentes. Mais si on place un détecteur près d'une des deux fentes, on y mesurera l'intégralité du flux lumineux. Pourquoi ? parce que l'observation perturbe la mesure. En plaçant le détecteur, on "force" les photons à choisir par quelle fente ils doivent passer. Si on en revient au chat de Schrödinger, on tue le chat.
Encore une fois, les ramifications de la physique quantique sont extrêmement vastes. On s'en sert tous les jours sans le savoir : un processeur informatique est issu de la physique quantique (la physique des semi-conducteurs fait largement appel à la méca quantique). Les microscopes électroniques à balayage ou à effet tunnel sont des applicatiosn directes de la Méca Q.
 
Pour ceux qui ont fait un peu d'électronique ou d'électricité dans leur vie, saviez-vous que la loi d'Ohm, U=RI, est totalement fausse ?

J'en profite pour rajouter un petit truc.
Le Graal des physiciens est de réussir à réunir les 3 domaines de la physique en une seule théorie, la grande Théorie Unifiée. Mais pour l'instant, ça coince.
La méca newtonienne arrive à peu près bien à se caser dans la théorie relativiste (relativité restreinte), ma la méca Q n'y arrive pas encore.
En fait, on s'aperçoit que pour que la méca Q fonctionne dans le monde "massique", il faut des énergies considérables, ce qui est totalement irréaliste et irréalisables...
 
Le fameux effet tunnel pourrait marcher pour un être humain. Mais vu la masse qu'il y a à faire "traverser", il faut une énergie équivalente à celle du Big Bang...

 
euh... la méca newtonienne n'est qu'une approximation de la rélativité, elle n'est pas une théorie à part... non ?

  Ben non elle n'est pas fausse, puisque c'est comme cela qu'on définit la notion de résistance électrique: des volts par ampère.

 
Pas tout à fait, mais on peut voir ça comme ça.
N'oublions pas que la physique newtonienne date de bien avant Eintsein (17e siècle, Newton ? je sais plus...).
La méca newtonienne est incapable de décrire des objets se déplaçant à de trop grandes vitesses, justement à cause des effets relativistes. Mais la mécanique relativiste peut très bien décrire les mouvements newtoniens.

En fait, il y a deux théorie physique actuellement qui s'opposent:
- La théorie quantique des champs relativistes: celle-ci explique trois des quatres interactions fondamentales (force électrostatique, interaction forte et faible). Elle décrit les particules selon la mécanique quantique et inclus la relativité restreinte. Elle décrit les interactions entre particules grâce à l'échange de "particule messager" qui sont quantifiés.
- La relativité générale: celle-ci explique la force de gravitation, elle représente l'espace-temps comme un continuum qui est déformé par les masses présentent, et les interactions se font donc grâce à ces déformations.
 
Ces deux théories sont complètement incompatibles, pour un certain nombre de raisons. Des théories comme la théorie des cordes (généralisé dans la théorie M) essaient de batir un modèle cohérent qui puissent unifier les quatres interactions fondamentales. Mais ca a l'air fort compliqué...

 
Ben si elle est fausse.
J'ai plus les équation en tête, mais U = RI, c'est seulement la moitié de l'équation complète. Il faut en plus rajouter un terme prenant en compte les problèmes purement quantiques à l'échelle de la matière. Bien entendu, dans un circuit électronique discret (une souris de PC, un ampli HC ou une télé), ce terme est parfaitement négligeable. Mais dans un microprocesseur, par exemple, il est impossible de le négliger.

 
Tout à fait.

ben oui, mais dans un microprocesseur, on utilise pas des équations comme ca, il y a des équations qui régissent le comportement des transistors/diodes

 
Bah vi.... j'ai dit le contraire ?
 
Ha.... mes vieux souvenirs de calculs de 3 pages de long pour savoir si une jonction PN est longue ou courte...

clair, mais moi c'est pas si vieux que ca  

  c'est bien ce que je disais.

mmmmh
 
je rajouterai aussi la physique statistique qui est l'étude de système macroscopique (par exemple, un gaz)composé d'un nombre énorme de systèmes microscopiques (ceux-ci étudiés par la physique quantique).
 
Je définirai la physique quantique comme l'étude des systèmes infinément petits (particules telles que molécule, atome, noyeau, électron, quarks) et des interactions qui peuvent exercés entre elles. Par exemple, la physique quantique explique le comment et le pourquoi de la présence d'un électron à une orbitale (quantification de l'énergie), alors que la chimie l'admet.
 
La physique quantique se base sur plusieurs postulats fondamentaux (état, mesure et l'éq. de schrodinger) et l'idée maîtresse est qu'on ne peut donner avec certitude la position de la particule mais uniquement une densité de probabilité de présence.
 
Explication simplifiée, ya tellement à dire  

 
la description de l'expérience n'est pas très juste, mais l'idée est là

L idee importante de la mecanique quantique est dans le nom.
En mecanique quantique, tout et quantifiable, tout est discret.
Le continu n existe pas.
A notre echelle, il semble que le monde soit continu... et bien si tu te rapproche vraiment pres, tu te rend compte que ta table est un ensemble discontinu de matiere et de vide...
Comme tout nous semble continu a notre echelle, la mecanique statistique nous permet de passer de nos systemes microscopiques decrit par la mecanique quantique a des systemes thermodynamiques qui peuvent etre consideres comme continus a notre echelle.
La mecanique quantique (echelle microscopique) est en relation avec la thermodynamique (notre echelle)
La relativite (echelle "macroscopique" ) est en relation avec la mecanique newtonienne (notre echelle)
Mais pour le moment il n y a toujours pas de lien entre l ensemble...
 
L idee essentielle de la mecanique quantique est la discontinuite du "Monde".

Une chtite question (je profite ya des experts).
 
La résistance incroyable, espérée des nanotubes de carbonne, est mieux explicable/compréhensible/mesurable grace
à la physique classique
ou à la mécanique quantique?

 
Les simulations numeriques sur les nanotubes se font avec des codes atomistiques (Meca Q) mais il y a un fort developpement des codes a l echelle mesoscopique (intermediaire entre micro et macro) pour le developpement de telles structures.
Enfin, bon pour modeliser des liaisons entre atomes, la mecanique quantique est bien evidemment la plus adaptee, sinon tu peux faire des approximations en utilisant la mecanique classique...
Les calculs atomistiques sont tellement gourmands en temps de calcul qu on leur prefere la dynamique moleculaire (mecanique classique) des que les structures deviennent trop grandes comme pour les polymeres et les nanotubes...
La tendance est d essayer de lier les codes atomistique et dynamique pour obtenir un bon compromis entre precision et temps de calcul...
La modelisation des structures des nanotubes doit tenir compte de chaines suffisament longue pour prendre en compte les interaction sur une chaine mais egalement entre les chaines...
 
Je demande confirmation si des gens travaillent sur le sujet....

oui, enfin, du calme hein, il y a quand même des choses continues et ca dépend des conditions.
 
par exemple, un électron dans un puit de potentiel (ou en "orbite" autour d'un noyau), a des niveaux d'énergie discrétisés.
mais un électron libre, qui se déplace dans une région à potentiel constant peut prendre n'importe quel niveau d'énergie, son spectre n'éergie est continu.

bonne explication.
En pratique, on va essayer par mécanique quantique/chimie quantique d'obtenir des propriétés très fines d'un nanotube ou d'un modèle de nanotube (plus court que le vrai) et à partir de ces résultats, on essaie de modéliser par mécanique classique ou dynamique classique un ensemble de nanotubes. Le modèle étant beaucoup moins gourmand en temps de calcul, on peut calculer les propriétés d'un ensemble beaucoup plus gros.
Une fois qu'on obtient qqch grâce à un calcul, il faut le confronter à l'expérience pour vérifier que le modèle est bon ou pas trop foireux. Un modèle qui n'arrive pas à reproduire l'expérience, c'est intéressant mais bon pour la poubelle ...
 
 
Enfin tout dépend des propriétés qu'on veut observer. Si c'est de la rhéologie (déformation mécanique si je me trompe pas), un modèle simple suffit mais si ce sont les applications électroniques de nanotubes conducteurs qu'on souhaite modéliser, ça va être difficile d'oublier les électrons dans le modèle et dans le calcul ... Sachant que la méca/dyna classique utilise des modèles "atomistiques" juste les atomes mais pas les électrons.

 
On utilise le terme atomistique en simulation numerique seulement losrque l on parle de modele quantique a la difference de la matiere "Atomistique".
 
C etait simplement pour faire la difference.

 
Oui, un electron qui n existe pas peut avoir un spectre d energie continu...

   
 
Ca doit être plus ou moins valable dans le vide non ?

puisque qu'on parle de physique quantique, quelqu'un aurait-il une explication claire sur la théorie des cordes? J'avoue que je suis particulièrement intrigué par cette théorie, mais on en parle de plus en plus et elle a l'air de fournir des solutions à pas mal de problèmes.
 
Donc si y'a quelqu'un qui masterise?  

Alors, j'ai lu "L'univers élégant" de brian Greene qui était vraiment pas mal.  
Je vais dire ce que j'en ai retenu, mais je ne masterise pas vraiment (ca dépasse qd même pas mal ma culture scientifique...)
 
En gros, on fait l'hypothèse que les particules de base ne sont plus ponctuelles mais sont des cordes refermées sur elle-même (ou ouvertes, il y a plusieurs "versions" de la théorie des cordes).
 
Cela permet entre autre d'éliminer certains problèmes.
Par exemple, méca-Q et RG sont opposés car à très petite échelle, en méca-Q, l'espace est une mousse quantique où des particules disparaissent et réapparaissent en permanence, et la structure de l'espace lui même n'est pas lisse. La RG par contre prend comme base que l'espace a une structure lisse, courbée à grande échelle par les masses.
En théorie des corde, ce problème n'arrive pas, car rien est observable en dessous de la taille des cordes (car comme on observe grâce à des particules, on ne peut rien voir de plus petit que ces particules) => cette mousse quantique n'apparait pas, l'espace-temps est donc bien lisse.
 
 
Pour que tout soit cohérent, il faut également que notre espace-temps ai 10 dimensions d'espace. Dans celle-ci il y a les trois dimensions que nous connaissons bien, et 7 dimensions repliées sur elles même à très petite échelle, c'est pour cela que nous ne les percevons pas.
 
La théorie des cordes semblent unifier les théories quantiques et de RG assez élégament, mais il semble qu'ils ne sont pas arrivés assez loin pour avoir des résultats qui seraient vérifiable par l'expérience.
 
Voilà qlq éléments que j'ai retenus, pour plus d'info, il faudra demander à quelqu'un d'autre, ou lire un bouquin (celui que j'ai cité est très bien fait je trouve, il explique la méca-Q, puis la RG, puis ce qui se passe qd on les met ensemble et enfin il montre que la théorie de cordes répond à pas mal de question. Tout cela sans aucunes équations...heureusement )

 
ok merci
 ca correspond a peut pres a ce que j'avais lu sur science et vie, mais j'avoue que cette théorie me parait quand même bien farfelue... enfin bon pas plus que la quantique quand tu y regardes bien

 
D'ailleurs il montre aussi que la forme de cet espace en 10 dimension définit à elle seule le nombre de familles de particules, de particules et de forces !
 
Par contre je ne comprends pas vraiment pourquoi les 7 autres dimensions ont besoin d'être repliées sur elle mêmes pour qu'on ne les percoive pas. Si elle étaient tout aussi vastes, pourquoi les percevrait t'on puisque nous, nous sommes en 3D ?

ben je pense que s'i il y avait 10 dimension "étalée", on serait également en 10D, ou au moins, on percevrait les 10D. ben oui, si on est dans un espace à 10D, on sait se déplacer dans 10 dimensions différentes, même si on est en 3D.

d'abord déja on est en 4D (le temps en plus), et apres pour réussir à s'imaginer ce que serait un monde en 10D..... beh g du mal