{"id":6713,"date":"2025-01-31T17:59:03","date_gmt":"2025-01-31T17:59:03","guid":{"rendered":"https:\/\/quantum2025.org\/news-link\/la-mecanique-quantique-100-ans-apres-une-revolution-inachevee\/"},"modified":"2025-05-16T10:16:08","modified_gmt":"2025-05-16T10:16:08","slug":"la-mecanique-quantique-100-ans-apres-une-revolution-inachevee","status":"publish","type":"news-link","link":"https:\/\/quantum2025.org\/fr\/news-link\/la-mecanique-quantique-100-ans-apres-une-revolution-inachevee\/","title":{"rendered":"La m\u00e9canique quantique 100 ans apr\u00e8s : une r\u00e9volution inachev\u00e9e"},"content":{"rendered":"\n
Il y a un si\u00e8cle, la physique a connu son moment darwinien – un changement de perspective qui a \u00e9t\u00e9 aussi important pour les sciences physiques que la th\u00e9orie de l’\u00e9volution par s\u00e9lection naturelle l’a \u00e9t\u00e9 pour la biologie.<\/em><\/strong><\/h5>\n\n

Il est rare qu’une id\u00e9e ou une th\u00e9orie scientifique change fondamentalement notre perspective sur la r\u00e9alit\u00e9. L’ann\u00e9e 2025, d\u00e9clar\u00e9e par les Nations unies \u00a0\u00bb Ann\u00e9e internationale de la science et de la technologie quantiques\u00a0\u00bb<\/a>, sera l’occasion de c\u00e9l\u00e9brer une telle r\u00e9volution. Cette ann\u00e9e marquera le centenaire de l’av\u00e8nement de la m\u00e9canique quantique, qui a vu le jour il y a 100 ans dans une multitude d’articles. Tout comme il serait impossible de comprendre la biologie moderne sans la th\u00e9orie de l’\u00e9volution de Charles Darwin, notre compr\u00e9hension fondamentale du monde physique est d\u00e9sormais ancr\u00e9e dans les principes quantiques. La physique moderne est une physique quantique. <\/p>\n\n

Le mot \u00ab\u00a0quantum\u00a0\u00bb fait r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 la mani\u00e8re dont la mati\u00e8re absorbe ou lib\u00e8re de l’\u00e9nergie – par paquets discrets, ou quanta. Son utilisation en physique vient du mot allemand quant<\/em>, d\u00e9riv\u00e9 d’un terme latin signifiant \u00ab\u00a0combien\u00a0\u00bb. Vers 1900, des physiciens tels que Max Planck et Albert Einstein ont commenc\u00e9 \u00e0 d\u00e9crire, de mani\u00e8re ad hoc, pourquoi plusieurs ph\u00e9nom\u00e8nes du domaine subatomique ne pouvaient pas \u00eatre expliqu\u00e9s \u00e0 l’aide de la m\u00e9canique classique d\u00e9velopp\u00e9e par Isaac Newton et d’autres quelque deux si\u00e8cles plus t\u00f4t. Puis, en 1925, le terme \u00ab\u00a0quantique\u00a0\u00bb a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9 pour d\u00e9crire les fondements d’une forme enti\u00e8rement nouvelle de m\u00e9canique – la branche de la physique qui d\u00e9crit la relation entre les forces et le mouvement des objets physiques. <\/p>\n\n

Comme le d\u00e9crit l’historien des sciences Kristian Camilleri dans un essai sur les d\u00e9veloppements surprenants de cette ann\u00e9e-l\u00e0<\/a> et de celles qui ont suivi, le physicien Werner Heisenberg s’est rendu sur l’\u00eele allemande d’Heligoland, dans la mer du Nord, au cours de l’\u00e9t\u00e9 1925, pour soulager un rhume des foins s\u00e9v\u00e8re. Peu apr\u00e8s, il soumet \u00e0 la revue Zeitschrift f\u00fcr Physik<\/em> un article dont le titre se traduit par \u00ab\u00a0On quantum-theoretical reinterpretation of kinematic and mechanical relationships\u00a0\u00bb(W. Heisenberg Z. Physik<\/em> 33<\/strong>, 879-893 ; 1925<\/a>). Dans les mois qui suivirent, Heisenberg et ses proches collaborateurs entreprirent d’autres \u00e9tudes, tandis qu’Erwin Schr\u00f6dinger travaillait sur une autre approche. <\/p>\n\n

La r\u00e9volution n’a pas commenc\u00e9 lorsque les physiciens ont rejet\u00e9 les lois de la m\u00e9canique classique, mais lorsqu’ils ont r\u00e9interpr\u00e9t\u00e9 radicalement des concepts classiques tels que l’\u00e9nergie et la quantit\u00e9 de mouvement. Cependant, ses initiateurs ont d\u00fb abandonner des id\u00e9es de bon sens ch\u00e8res \u00e0 leur c\u0153ur – par exemple, l’id\u00e9e que les objets subatomiques tels que les particules ont une position et un \u00e9lan bien d\u00e9finis \u00e0 tout moment. Au lieu de cela, les physiciens ont d\u00e9couvert que les ph\u00e9nom\u00e8nes naturels avaient une nature intrins\u00e8quement inconnaissable. En d’autres termes, la physique classique n’est qu’une repr\u00e9sentation approximative de la r\u00e9alit\u00e9 et ne se manifeste qu’au niveau macroscopique. Un si\u00e8cle plus tard, cette d\u00e9couverte de la nature du monde physique continue d’enthousiasmer et de d\u00e9concerter \u00e0 parts \u00e9gales. De nombreux lecteurs de Nature<\/em> connaissent les dilemmes philosophiques soulev\u00e9s par les chats quantiques qui sont \u00e0 la fois morts et vivants, ainsi que l’industrie qui se d\u00e9veloppe autour de l’informatique quantique<\/a>. <\/p>\n\n

D’autres sauront que les id\u00e9es quantiques ont donn\u00e9 naissance aux lasers qui diffusent des informations \u00e0 travers les c\u00e2bles de l’internet et aux transistors qui fournissent la puissance de traitement des puces \u00e9lectroniques. Mais les id\u00e9es quantiques fa\u00e7onnent \u00e9galement notre compr\u00e9hension de la nature, \u00e0 tous les niveaux, en expliquant pourquoi les objets solides ne se d\u00e9sagr\u00e8gent pas et comment les \u00e9toiles brillent et, en fin de compte, meurent. <\/p>\n\n

Une ann\u00e9e quantique<\/strong><\/h2>\n\n

Des \u00e9v\u00e9nements comm\u00e9moratifs sont pr\u00e9vus dans le monde entier pour les 12 mois \u00e0 venir. Il s’agit notamment d’une c\u00e9r\u00e9monie d’ouverture de l’ann\u00e9e des Nations unies<\/a> au si\u00e8ge de l’organisation scientifique des Nations unies, l’UNESCO, \u00e0 Paris en f\u00e9vrier, d’\u00e9v\u00e9nements sp\u00e9ciaux lors d’une r\u00e9union de la Soci\u00e9t\u00e9 am\u00e9ricaine de physique<\/a> \u00e0 Anaheim, en Californie, en mars, et d’un atelier pour les physiciens \u00e0 Heligoland<\/a> en juin. L’ambition collective des organisateurs est de c\u00e9l\u00e9brer non seulement le centenaire de la m\u00e9canique quantique, mais aussi la science et les applications qui en ont d\u00e9coul\u00e9 au cours du si\u00e8cle dernier, et d’explorer comment la physique quantique pourrait apporter d’autres changements au cours du si\u00e8cle \u00e0 venir. <\/p>\n\n

En mai, le Ghana, pays qui a propos\u00e9 \u00e0 l’origine que les Nations unies proclament 2025 ann\u00e9e de la science quantique, accueillera une conf\u00e9rence internationale sur le sujet \u00e0 Kumasi. En ao\u00fbt, des historiens des sciences se r\u00e9uniront pour c\u00e9l\u00e9brer le si\u00e8cle quantique \u00e0 Salvador de Bahia, au Br\u00e9sil. <\/p>\n\n

Cette r\u00e9union sera le point culminant d’un programme de recherche de 20 ans<\/a> visant \u00e0 r\u00e9examiner le d\u00e9veloppement de la th\u00e9orie quantique. Selon l’historien Michel Janssen, de l’universit\u00e9 du Minnesota \u00e0 Minneapolis, l’un des principaux objectifs de ce travail \u00e9tait d’\u00e9tablir les contributions d’un collectif de scientifiques, dont beaucoup – en particulier les femmes – n’ont pas \u00e9t\u00e9 reconnues dans l’histoire de la th\u00e9orie quantique. <\/p>\n\n

Parmi ces \u00ab\u00a0figures cach\u00e9es\u00a0\u00bb figure Lucy Mensing, qui a fait partie du m\u00eame groupe que Heisenberg et a \u00e9labor\u00e9 certaines des premi\u00e8res applications de sa th\u00e9orie de la m\u00e9canique quantique, explique Daniela Monaldi, historienne \u00e0 l’universit\u00e9 York de Toronto, au Canada. L’un des \u00e9v\u00e9nements les plus marquants de l’ann\u00e9e sera la publication d’un volume d’essais biographiques sur 16 d’entre elles, intitul\u00e9 Women in the History of Quantum Physics (Les femmes dans l’histoire de la physique quantique<\/em>). <\/p>\n

\n
\"\"<\/a>
Les physiciens allemands Otto Stern (photo) et Walther Gerlach ont d\u00e9montr\u00e9 l’existence d’un spin quantique lors de la c\u00e9l\u00e8bre exp\u00e9rience Stern-Gerlach de 1922. Cr\u00e9dit : AIP Emilio Segr\u00e8 Visual Archives, Segr\u00e8 Collection. <\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n

Malgr\u00e9 tout ce qu’elle a d\u00e9j\u00e0 apport\u00e9, la r\u00e9volution quantique reste inachev\u00e9e. Au cours des ann\u00e9es o\u00f9 les chercheurs ont jet\u00e9 les bases de la m\u00e9canique quantique, ils ont \u00e9galement commenc\u00e9 \u00e0 reconstruire d’autres branches de la physique – telles que l’\u00e9tude de l’\u00e9lectromagn\u00e9tisme et des \u00e9tats de la mati\u00e8re – \u00e0 partir des fondements quantiques. Ils ont \u00e9galement cherch\u00e9 \u00e0 \u00e9tendre leurs th\u00e9ories aux objets qui se d\u00e9placent \u00e0 une vitesse proche de celle de la lumi\u00e8re, ce qui n’\u00e9tait pas le cas de la th\u00e9orie quantique originale. Ces efforts ont consid\u00e9rablement \u00e9largi la port\u00e9e de la science quantique et ont conduit les chercheurs \u00e0 \u00e9laborer le mod\u00e8le standard des particules et des champs, un processus qui s’est finalement concr\u00e9tis\u00e9 dans les ann\u00e9es 1970. <\/p>\n\n

Le mod\u00e8le standard a connu un succ\u00e8s incroyable, qui a culmin\u00e9 avec la d\u00e9couverte en 2012 de sa particule \u00e9l\u00e9mentaire principale, le boson de Higgs. Mais ces extensions reposent sur des bases th\u00e9oriques moins solides que la m\u00e9canique quantique et laissent plusieurs ph\u00e9nom\u00e8nes inexpliqu\u00e9s, comme la nature de la \u00ab\u00a0mati\u00e8re noire\u00a0\u00bb qui semble l’emporter largement sur la mati\u00e8re conventionnelle visible dans l’ensemble du cosmos. En outre, un ph\u00e9nom\u00e8ne important, la gravit\u00e9, ne peut toujours pas \u00eatre quantifi\u00e9. <\/p>\n\n

D’autres probl\u00e8mes conceptuels de la physique quantique restent ouverts. En particulier, les chercheurs s’efforcent de comprendre ce qui se passe exactement lorsque les exp\u00e9riences \u00ab\u00a0effondrent\u00a0\u00bb les probabilit\u00e9s floues des objets quantiques en une mesure pr\u00e9cise, une \u00e9tape cl\u00e9 dans la cr\u00e9ation du monde macroscopique – toujours classique – dans lequel nous vivons. Au cours des derni\u00e8res d\u00e9cennies, les chercheurs ont d\u00e9velopp\u00e9 des moyens de transformer ces bizarreries de la r\u00e9alit\u00e9 quantique en technologies utiles. Les applications qui en r\u00e9sultent dans les domaines de l’informatique, des communications ultra-s\u00e9curis\u00e9es et des instruments scientifiques innovants en sont encore \u00e0 leurs d\u00e9buts. <\/p>\n\n

La th\u00e9orie quantique n’en finit pas de donner. Cette ann\u00e9e est l’occasion de c\u00e9l\u00e9brer et de sensibiliser le grand public au r\u00f4le de la physique quantique dans leur vie – et d’inspirer les g\u00e9n\u00e9rations futures, qui qu’elles soient et o\u00f9 qu’elles soient dans le monde, \u00e0 contribuer \u00e0 un autre si\u00e8cle quantique. <\/p>\n\n

Cet article a \u00e9t\u00e9 publi\u00e9 pour la premi\u00e8re fois dans Nature.<\/a><\/p>\n\n

Image en vedette : La th\u00e9orie quantique a permis d’expliquer comment les niveaux d’\u00e9nergie d’un atome se divisent dans un champ magn\u00e9tique, un ph\u00e9nom\u00e8ne connu sous le nom d’effet Zeeman.Cr\u00e9dit : Harsh Vardhan Dewangan\/Shutterstock.<\/p>\n\n

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