La mécanique quantique et la photonique pour tous. La mécanique quantique pour les nuls La photonique pour les braves Ou vice versa

Transcription

1 La mécanique quantique et la photonique pour tous La mécanique quantique pour les nuls La photonique pour les braves Ou vice versa

2 Il existe au moins 2 physiques La mécanique Newtonienne La mécanique Quantique expliquent les phénomènes du monde que l on perçoit directement du monde de l infiniment petit

3 Que veut dire quantique? quasimodosonneurdecloches.ch Suivant une idée de Max Planck en 1900 Quantum = combien en latin ww.freeinfosociety.com Nobel de Physique 1918 Musique : Cantique de Jean Racine : G. Fauré

4 Même les physiciens y perdent leur latin «Ceux qui ne sont pas ébranlés lorsqu ils tombent pour la première fois sur la théorie quantique ne l ont manifestement pas comprise» Niels Bohr Prix Nobel de physique en 1922 «Les objets quantiques sont complètement cinglés, c est vrai mais au moins ils le sont tous de la même façon» Richard Freynman Prix Nobel de Physique 1965 Altrapoint.com

5 Que veut dire photonique? Discipline regroupant les techniques qui utilisent le photon comme véhicule de l'information.

6 La physique quantique défie le bon sens Je vais essayer d être aussi clair que possible Bravo d être ici ce soir!

7 Quelques casses-têtes quantiques La nature de la lumière: dualité onde / particule Les sauts quantiques et les probabilités Le principe d incertitude L intrication quantique (la non-localité) Ne posez pas de questions tout de suite, De toute façon, je ne comprends pas tout non

8 La dualité onde-particule

9 L eau est une onde museumvictoria.com Nous observons donc des interférences longueur d onde

10 La lumière aussi est une onde Nous observons donc des interférences suri.morkitu.org

11 C est la faute à Einstein Connu pour sa théorie de la relativité Albert Einstein Nobel 1922 Nobel en 1922 pour linterprétation de l effet photoélectrique En fait, il invente le photon Un «Quantum» de lumière

12 Pour Louis de Broglie, l électron est une onde Hypothèse géniale Vérifiée constamment depuis Par ex. Microscope électronique Ici, image au microscope à effet tunnel de 48 atomes de Fer Rien au milieu Image due à Don Eigler www. almaden.ibm.com

13 Onde et particule à la fois? Commençons par de l eau

14 Et la lumière? Un seul trou Deux trous

15 Une fois pour toutes, je veux savoir pourquoi je paie. Quand les services industriels de la ville de Lausanne me diront si la lumière est une onde ou une particule, je paierai la facture

16 Sauts quantiques et probabilités

17 L atome suivant Niels Bohr Nouvelle description de l atome: les électrons appartiennent à des orbites bien définies. Niels Bohr Nobel 1931 Les électrons peuvent changer d orbite en émettant ou absorbant de la lumière

18 Copyright Michael Richmond

19 Mais pourquoi des orbites bien définies? l électron est une onde en.wikibooks.org Seules les orbites en interférence constructive peuvent survivre

20 Kenneth Snelson's Digital Excursions

21 L électron est décrit par sa fonction d onde 1926 : L équation de Schrödinger donne la description de l onde d une particule. en.wikipedia.org Erwin Schrödinger La fonction d onde donne la probabilité de présence d une particule à un endroit donné

22 Ne pas confondre Park Jae-sang, allias Psy, Chanteur d origine Coréenne inventeur du : GanGnam style

23

24 Quand l électron décide-t-il de sauter?

25 Par quelle fente l électron décide-t-il de passer?

26 Ou se trouve l électron atour du noyau de l atome d hydrogène?

27 Albert Einstein

28 Principe d Incertitude de Heisenberg Vous êtes sans doute par ici

29 Le Principe d Incertitude de Heisenberg 1926 On ne peut pas connaitre à la fois la vitesse et la Werner Heisenberg Prix Nobel 1932 position d une particule Donc, on ne peut pas prévoir leur trajectoire

30 Dans la vie de tous les jours On peut déterminer précisément la position d une particule Et sa vitesse Donc calculer avec précision sa trajectoire

31 Où se trouve donc mon électron? Dans le monde classique Dans le monde quantique

32 Pour voir un objet, il faut utiliser la bonne longueur d onde 630 nm 470 nm Merci à Romuald Houdré et Nicolas Le Thomas

33 our voir plus petit, on utilise un microscope électronique 200 nm virus du SIDA 3D science.com 500 fois moins qu un cheve

34 Pour voir une balle de base ball pas de problème

35 Le microscope de Heisenberg

36 Principe d Incertitude de Heisenberg Nous pouvons vous dire si votre commande a été enregistrée, ou l emplacement de l article, mais pas les deux à la fois

37 L intrication quantique et la non-localité Il existe des conséquences encore plus inattendues des équations de la mécanique quantique L influence de l observateur, et la réduction de la fonction d onde L intrication et la non-localité Pas cette sorte d intrication!

38 Réduction de la fonction d onde

39 Le chat de Schrödinger On choisira le temps d observation pour que le matériau radioactif ait exactement une chance sur deux de se dissocier

40 Le chat de Schrödinger

41 Bien sûr, c est une expérience de pensée, nous n utilisons pas de vrais chats Halte aux expériences de pensée non éthiques Libérez de chat de Schrödinger

42 L intrication quantique

43 L intrication quantique

44 Science/AAAS

45 Spooky action at a distance

46 FIN