Synthèse pédagogique de la physique quantique

[dedeleco]

J'ai mis les références et quelques points de repères explicatifs pour 83 ans de recherches sur le problème fondamental de la mécanique quantique, qui permet de comprendre notre univers avec très grande précision (9 décimale sur une constante en sommant sur toutes les possibilités )
http://en.wikipedia.org/wiki/Precision_tests_of_QED

Quantum electrodynamics (QED),
The agreement found this way is to within ten parts in a billion (10-8)
This makes QED one of the most accurate physical theories constructed thus far.

mais qui ne permet pas de comprendre comment on passe d'un monde microscopique avec toutes les particules délocalisées comme des ondes partout à la fois, avec diffraction comme la lumière, à un monde macroscopique où nous sommes en un seul endroit à la fois et pas à Paris et Bruxelles en même temps, comme les électrons !!
Aussi il y a 83 ans de travaux sur la mesure en mécanique quantique avec modèles différents qui englobent des présupposés philosophiques plus ou moins clairs !!
Je vous invite à les regarder dans les liens indiqués !!

[renaud67]

tiens la Physique quantique explique-t-elle pourquoi les électrons et les protons ont une charge et la positivité de l'une et la négativité de et l'autre

[dedeleco]

la Physique quantique explique-t-elle pourquoi les électrons et les protons ont une charge et la positivité de l'une et la négativité de et l'autre

cette question est du type pourquoi le monde est ainsi !
Je mets des liens très détaillés à lire, résumés de 400ans de physique, vu l'importance cruciale de la question qui touche l'origine même de notre monde !!

La physique constate des faits expérimentaux, en déduit des règles, des particules élémentaires avec des lois de base régissant tout notre monde de façon cohérente comme les charges opposées :
physique des particules
http://fr.wikipedia.org/wiki/Physique_des_particules
http://en.wikipedia.org/wiki/Particle_physics
en fait les charges existent sous forme de quarks de charge +-1/3 et des leptons comme électrons de charge +-1 quantifiées par la mécanique quantique qui l'explique s'il existe un seul monopole dans notre univers :

Dirac showed that the existence of magnetic monopoles was consistent with Maxwell's equations only if electric charges are quantized, which is always observed.

http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_Monopole
http://fr.wikipedia.org/wiki/Monop%C3%B ... C3%A9tique
http://fr.wikipedia.org/wiki/Quark
http://fr.wikipedia.org/wiki/Lepton
mais pour déterminer pourquoi les lois fondamentales de base sont ainsi et pas autrement il faudrait être à la place de celui qui a créé les conditions initiales de ce monde tel qu'il était il y a 13milliards d'années !! conditions bizarres très précises pour que nous et l'univers existions
http://fr.wikipedia.org/wiki/Big_Bang
avec un ajustement très précis des valeurs initiales
http://fr.wikipedia.org/wiki/Ajustement_fin
http://en.wikipedia.org/wiki/Fine-tuning
http://fr.wikipedia.org/wiki/Principe_anthropique
http://en.wikipedia.org/wiki/Anthropic_principle
http://en.wikipedia.org/wiki/Anthropic_principle
http://fr.wikipedia.org/wiki/Multivers
http://en.wikipedia.org/wiki/Multiverse
avec l'inflation cosmique au début de l'univers rendant l'ajustement moins précis :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Inflation_cosmique
Enfin, il reste des problèmes fondamentaux à résoudre :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_de_p ... a_physique
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_un ... in_physics

De plus la mécanique quantique donne la possibilité que nous sommes par hasard dans un monde parmi une immensité d'autres possibles avec toutes sortes de lois physiques, des univers de courte durée ou de longue durée, avec ou sans vie possible, tous étant réalisés en parallèle sans arrêt, comme les équations exactes de la mécanique quantique font en sommant sur toutes les histoires possibles sans autre hypothèse philosophique imposée par ce résultat très étrange et dérangeant !!
Donc il est possible que notre monde soit le résultat du hasard pur parmi une multitude d'univers, dieu ne se compliquant pas, en essayant tous les univers possibles avec la mécanique quantique qui somme de façon cohérente (avec interférence d'ondes) sur toutes les histoires et possibilités en même temps !!

[bernardd]

tiens la Physique quantique explique-t-elle pourquoi les électrons et les protons ont une charge et la positivité de l'une et la négativité de et l'autre

Comme le dit dedeleco, le pourquoi n'est pas expliqué par une démarche scientifique.

Mais tu trouveras dans la conférence du mardi (de mémoire) une bonne explication sur la différence en fermions et bosons, qui est la même différence entre protons et électrons.

Et dans celle du mercredi, tu trouveras des explications sur l'organisation à l'intérieur du noyau, des protons et des neutrons.

[bernardd]

Un article tout récent sur la constitution d'un condensat de BoseEinstein de photons à température ambiante :
Researchers get trapped photons to act like massive particles

Cela me parait un grand pas vers un ordinateur quantique optique.

[dedeleco]

une bonne explication sur la différence en fermions et bosons, qui est la même différence entre protons et électrons.

Amusant car cette phrase avec une jolie salade montre une mauvaise écoute de l'exposé !
Protons et électrons avec spin 1/2 sont tous deux des fermions et pas du tout bosons !! !!!
Le b a b a de physique et mécanique quantique !!
A réécouter avec soin et surtout potassez wikipédia par écrit !!

http://en.wikipedia.org/wiki/Fermion

[bernardd]

Merci, si je m'intéresse à ces conférences, il y a une raison. Mais je préfère les photons depuis longtemps :-)

[dedeleco]

Il y a déjà 10 ans, on a fait un vrai ordinateur quantique avec des spins nucléaires sur une jolie molécules avec spins et 7 qbits avec un appareillage classique de résonance magnétique sur des spins de noyaux atomiques !!
C'est jusqu'ici le nombre max de qbit réellement fonctionnels !
Nature 414, 883 (2001) et lire :
http://www.nature.com/nature/journal/v4 ... 4883a.html
http://www.utinam.cnrs.fr/Ordinateur-qu ... -a-base-de
http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_magnetic_resonance
http://xstructure.inr.ac.ru/x-bin/revth ... 521&skip=0

http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_computer
http://fr.wikipedia.org/wiki/Calculateur_quantique
Si on améliore le signal sur bruit, on peut faire sur des molécules bien plus grandes un ordinateur quantique.
Dans ce cas on manipule chaque spin parfaitement de chaque molécule qui garde individuellement sa cohérence et le seul problème est le signal sur bruit.

N'importe quel phénomène microscopique, une molécule, etc.. peut faire un ordinateur quantique mais la difficulté est de manipuler chaque élément qbit et les interactions comme désiré sans perdre la cohérence.

Avec un grand nombre de qbit, la cohérence sera très difficile à conserver, pire difficulté que le signal sur bruit en résonance magnétique.
On manipule l'orientation des moments magnétiques des noyaux avec des photons d'ondes radio !!

Enfin pour : Researchers get trapped photons to act like massive particles
http://arstechnica.com/science/news/201 ... ticles.ars
la masse de ces photons est celle des nuages d'électrons des molécules colorantes excitées par les photons si fortement que ce sont des électrons cohérents mélangés quantiquement avec les photons piégés dans ces molécules par leurs électrons !!

They're not entirely sure what to do with it at the moment,

et l'ordinateur quantique est fort loin avec cette expérience, bien plus loin qu'avec la résonance magnétique de spins !!

[bernardd]

Dans la conférence de vendredi, il y a des photos, avec des "qbits" composants d'un ordinateur quantique, visibles à l'oeil nu et ce labo du Tyrol arrive à 16 ou 32 qbits sur un composant.

[Christophe]

C'est bien la première fois que je comprends la physique quantique aussi vite en 1 image...