Le monde etrange de la physique quantique
Par Jerry Brownstein
Actuellement, la plupart des choses qui nous paraissent normales dans notre vie quotidienne ne seraient pas possibles sans les découvertes des cent dernières années, que l’on appelle la « nouvelle » physique. L’énergie nucléaire, les lasers, les ordinateurs, les satellites, les téléphones portables, les tests de résonnances magnétiques, et presque toute la technologie moderne reposent sur les principes de la Physique Quantique. La comprendre peut paraître un défi, mais ses principes sont faciles si l’on évite d’employer un vocabulaire trop scientifique et si l’on ne perd pas de temps à découvrir des expériences complexes. Essayons donc !
La Physique « classique » fut conçue à la fin du XVIIème siècle par Isaac Newton et autres confrères, qui réalisèrent un travail remarquable en découvrant comment fonctionne notre monde matériel, selon les lois fixes qui expliquent tout, depuis la pomme qui tombe de l’arbre aux mouvements des galaxies dans l’espace. La physique newtonienne eut un tel succès que tous acceptèrent le fait que le monde était un énorme système mécanique totalement gouverné par ces lois du mouvement. Les briques microscopiques qui constituent cet univers mécanique furent appelées atomes et furent représentées comme de denses boules de matière. Cependant, plus les appareils de mesure devenaient sophistiqués, plus il fut évident que les atomes n’étaient pas des objets solides, mais en réalité des petits systèmes solaires avec des électrons en orbite autour du noyau, comme les planètes en orbite autour du soleil. Mais il s’avéra que cette interprétation aussi était précipitée, puisque lorsque l’on regarde de plus près la composition des atomes, on découvre que presque tout EST ESPACE VIDE.
Il en est ainsi. Les atomes qui composent notre univers n’ont pratiquement pas de volume: les 99,999999% sont un espace vide. Pensons à cela pendant un moment. C’est probablement le fait le plus étonnant que nous puissions apprendre. Pour nous faire une idée, imaginons qu’un atome soit de la taille d’une immense cathédrale, le noyau qui représente la masse serait de la taille d’un grain de sable. Les électrons qui sont en « orbite » autour de ce minuscule noyau seraient l’équivalent de grains de poussière flottant au-dessus du toit de la cathédrale. Le reste serait de l’espace vide. Les scientifiques qui faisaient des recherches plus profondes sur la nature de la matière pour trouver les « briques » du monde newtonien, ne trouvèrent qu’un monde étrange et mystérieux de petits grains de poussière de matière entourés d’énormes espaces vides. Ainsi naquit la science de la physique quantique, ayant pour but d’expliquer le fonctionnement du monde à travers l’étude de ces petites composantes se trouvant au cœur de notre Univers.
Comprendre pleinement le monde quantique est au-delà de la portée de cet article, et certains des meilleurs physiciens de l’histoire ont même affirmé que c’était presque impossible.
« Si vous pensez que vous comprenez la
mécanique quantique, alors vous ne comprenez pas la mécanique quantique. »
Richard Feynman
« Quiconque n’est pas touché par la théorie quantique ne l’a pas compris. »
Niels Bohr
Cela semble décourageant, mais les principes de base de la physique quantique sont relativement faciles à comprendre.
1) Tout est Energie
En revenant au fait que les atomes sont presque complétement de l’espace vide, comment se peut-il que les choses se comportent comme si elles étaient solides et qu’en plus, elles nous le semblent, bien qu’elles n’aient pas de masse réelle ? La raison en est que l’espace « vide » à l’intérieur de chaque atome est en fait plein d’ÉNERGIE. Cette énergie subatomique est en constante vibration, ce qui provoque un effet de spin puissant, similaire à des petites tornades. C’est pourquoi nous remarquons des choses solides et c’est pourquoi nous ne pouvons pas traverser un mur avec notre main, car les vibrations énergétiques des atomes dans le mur résistent aux vibrations énergétiques des atomes dans la main. Cela explique pourquoi les choses dans le monde matériel semblent solides, mais pourquoi les voyons-nous ainsi ? Si les atomes d’une fleur n’ont pas de masse matérielle, pourquoi la voyons-nous si jolie et avec un arôme si doux ?
Tout simplement parce que l’ÉNERGIE contenue dans les atomes possède des INFORMATIONS codées dans ses vibrations. Quand nous regardons une fleur (ou toute autre chose), nous regardons vraiment l’espace vide de ses atomes. Cependant, notre cerveau est comme un ordinateur capable d’interpréter l’information contenue dans les atomes de la fleur et de la « montrer » physiquement. La fleur est faite d’espace « vide », mais le cerveau interprète l’information encodée dans cet espace comme la beauté que nous voyons.
2) Dualité onde-particule
Les corps subatomiques, qui composent les atomes (électrons, neutrons, etc.) peuvent aussi apparaitre sous forme de particules différentes ou d’ondes énergétiques amorphes. Quand une chose se présente sous forme d’onde, elle n’a pas d’existence définie, elle représente seulement une quantité infinie de possibilités de comment et où elle peut exister. Son existence n’est mesurable que quand elle choisit la forme de particule. Continuons parce que cela nous amène à...
3) Le principe de l’Incertitude
C’est là où les choses deviennent étranges. Nous avons établi que la base de toute matière est énergie quantique intangible qui tourne et tourne, comme un tas de possibilités sous forme d’ondes sans existence matérielle définie. Mais elle n’a cette qualité fantomatique que quand elle n’est pas observée. Quand on l’observe, par exemple quand un scientifique veut la mesurer, les qualités de l’onde indéterminée disparaissent et elle devient une particule réelle avec une localisation définie. Autrement dit, au niveau subatomique, quand on fixe sa conscience sur quelque chose on l’apporte au monde matériel.
4) Enchevêtrement quantique
Ceci est quelque chose de très étrange qu’Einstein appela « action effrayante à distance ». De façon simplifiée, cela signifie que les particules subatomiques s’entremêlent, « s’enchevêtrent » les unes aux autres et qu’il se forme un lien permanent. Une fois que ce lien est formé, quelque soit ce qu’éprouvera l’une de ces particules, l’autre le ressentira instantanément, peu importe la distance entre elles. Les particules enchevêtrées peuvent se trouver à des milliers de kilomètres de distance, quand on pince l’une, l’autre sursaute au même moment.
Le Théorème de Bell a permis de faire un pas de géant en déclarant que cette matrice connective n’existe pas seulement au niveau quantique, mais aussi au niveau macro des personnes, des endroits et des choses. Cela démontre scientifiquement que nous sommes tous connectés par notre conscience, à une « Unité » qui s’écoule des parties les plus infimes de notre être jusqu’aux confins du cosmos... mais nous allons laisser ce sujet pour une autre occasion.
