Le pilier de base de la science moderne
2025/03/01 Rezabal Astigarraga, Elixabete - EHUko Kimika Teorikoko taldekidea Iturria: Elhuyar aldizkaria
Au cours du siècle dernier, la mécanique quantique a profondément transformé notre compréhension de notre environnement. Né comme une tentative de répondre aux difficultés de la physique classique pour expliquer les phénomènes atomiques, il s'est rapidement développé et a créé un cadre théorique sophistiqué qui régit le comportement de la matière et de l'énergie. La contribution du jeune physicien allemand Werner Heisenberg a marqué un tournant dans le développement de la mécanique quantique moderne. En 1925, il publie un article qui s'éloigne considérablement de la physique classique. Il a proposé une «mécanique quantique» qui abandonnait des concepts inobservables tels que les orbites d'électrons et reposait sur des quantités observables — énergie et amplitudes de transition —. Bien qu'il ait d'abord choisi cette approche pour des raisons pratiques, il a rapidement apporté un changement radical dans sa façon de comprendre et d'expliquer les phénomènes atomiques. C'est précisément ce travail que l'ONU a choisi pour fixer une date pour la naissance de la mécanique quantique.
Il y eut ensuite les contributions de Schrödinger, Bohr, Jordan, Born et d'autres, et, en 1927, la théorie de la mécanique quantique était terminée. Ce que l'on appelle l'interprétation de Copenhague a prévalu pour comprendre cette nouvelle théorie. Le principe de base de cette interprétation est que la mécanique quantique ne donne que des probabilités de trouver des particules dans des situations ou des lieux spécifiques. De plus, l'observateur, lors de la mesure, modifie et détermine l'état ou la position de la particule, de sorte que notre capacité à révéler ce qui se passe à l'intérieur de l'atome est strictement limitée.
Il est clair que cette interprétation a des implications philosophiques profondes et, bien qu'elle ait réussi à expliquer un large éventail de phénomènes, elle a suscité de vives discussions parmi les physiciens. Le monde de la mécanique quantique est dominé par la probabilité, l'incertitude et le rôle de l'observateur, ce qui a inévitablement conduit à un profond changement de pensée. Pour les créateurs de la mécanique quantique, l'adoption et l'assimilation de ces nouveaux concepts étaient également un défi colossal.
Malgré les controverses philosophiques, la mécanique quantique a progressé rapidement, résolvant de plus en plus de problèmes pratiques. Il a fourni de nouvelles perspectives sur la nature de la liaison chimique, a expliqué la désintégration radioactive et a révolutionné la compréhension du comportement des électrons dans les solides et a conduit à des progrès dans la science
des matériaux et de l'électronique.
À l'avenir, la mécanique quantique jouera un rôle crucial dans la réponse aux défis à venir. Dans l'informatique quantique, par exemple, en s'appuyant sur les principes de la superposition et de l'enchevêtrement, les chercheurs se concentrent sur la construction d'ordinateurs capables de résoudre des problèmes qui ne peuvent pas être résolus avec les ordinateurs classiques. Même dans la physique fondamentale, les mystères les plus profonds de l'univers sont étudiés, traitant de la nature de la matière et de l'énergie noire. Le temps nous dira s'il est possible de développer une théorie qui relie la mécanique quantique à la relativité générale.
Cent ans plus tard, nous pouvons dire aujourd'hui que la mécanique quantique est le pilier de base de la science moderne. Au-delà du monde concret et microscopique des scientifiques, la mécanique quantique nous invite tous à remettre en question ce que nous observons dans notre quotidien et à proposer une manière totalement différente de comprendre la réalité.
