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La physique quantique peut-elle modifier notre monde ?

La physique quantique peut-elle changer notre monde ?

Après les formidables avancées à la fin du XIXe siècle en électromagnétisme de Hertz et Maxwell, ainsi que de la Thermodynamique de Carnot et Clausius, on pensait qu’il ne resterait plus grand-chose  à découvrir en science. Ils se trompaient lourdement  et deux découvertes grandioses allaient bouleverser cette vision.

Einstein démontra  quelques années plus tard que la vitesse de la lumière est indépendante de la vitesse du « point de repère ». C’est-à-dire que les photons qui composent la lumière ont une vitesse constante, elle n’est pas cumulable avec une autre vitesse.

Les photons qui composent la lumière des phares de votre voiture, iront quoi qu’il en soit à 299 792 458 mètres/seconde. Et cela peu importe la vitesse où vous roulez. C’est une des caractéristiques de la relativité restreinte. Cette découverte à forcer à renoncer aux concepts Newtoniens.

Le mystère de la lumière.

L’autre problème venait du spectre du rayonnement d’un corps chauffé, qui est de nature électromagnétique. Mais celui-ci n’obéissaient pas aux règles de la physique classique.

Toute matière ordinaire émet du rayonnement électromagnétique lorsqu’elle possède une température supérieure au zéro absolu. Cette radiation représente la conversion de l’énergie thermique d’un corps en énergie électromagnétique.

Le photon est la particule issue de cette interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées électriquement interagissent, cette interaction se traduit au niveau subatomique comme un échange de photons. C’est Max Plank qui exposa la théorie des quanta d’où le nom « physique quantique ».

Une théorie physique qui tente de modéliser le comportement de l’énergie à très petite échelle à l’aide des quanta, « quantités discontinues ».  Cette théorie signifie tout simplement qu’à très petite échelle, l’énergie de la lumière, qui est une onde électromagnétique, est quantifiée!!

De plus les photons qui la composent ont des propriétés ondulatoires alors qu’ils possèdent  certaines caractéristiques de particule élémentaire. Pour « imager » c’est comme si de petites billes de lumière se comportaient de manière ondulatoire. Ce qui est inconcevable à notre échelle !!

longueur d'ondes du spectre de la lumière

La lumière visible ne correspond qu’a une infime partie des ondes électromagnétiques

 

 

Grâce à une dizaine de physiciens de génie Einstein, Bohr, Heisenberg, Schrödinger  pour n’en citer que quelques-uns, ont en 1927 achevés l’édifice théorique de la Physique quantique.

Il a été démontré par l’expérience avec une extrême précision, que les composants fondamentaux qui forment la matière et transmettent l’énergie sont à la fois des ondes et des particules !! Plus communément appelés des « ondes corpusculaires » pour imager ceux sont des ondes de matières. Qui  répondent aux étranges lois de la physique quantique. Ce qui est là encore inconcevable à notre échelle.

Cette physique nous sert au quotidien elle est présente dans toutes nos technologies. Que ce soit les ordinateurs, les puces électroniques, les GPS, les lasers, les disques dur, l’imagerie médicale et bien d’autres ; tous ces appareils n’existeraient tout simplement pas sans une certaine maîtrise de cette physique !!

Mais les découvertes sont bien loin d’être finie. Nous aurons bientôt accès aux systèmes de cryptographie quantiques inviolable. Mais également aux ordinateurs quantique capable de résoudre des problèmes insoluble à ce jour. Ce qui constituerait une avancée technologiques énorme !!

Mais depuis quelques années  elle va jusqu’à remettre en question les sciences de la vie.

Des recherches aux MIT qui n’est autre que l’institut de technologie du Massachusetts,  ont étaient menés sur la possibilité de l’existence de propriétés quantiques au cœur même du vivant. Plus précisément au cœur même de notre ADN !! Cette formidable structure en double hélices  parviendrait à maintenir sa cohésion alors qu’elle ne dispose pas de l’énergie nécessaire.

Ces chercheurs ont expliqués un phénomène intriguant, où chaque nucléotide qui est une « molécule organique » est formé d’un nuage d’électrons négatif autour d’un noyau positif. Ce dispositif permet la production de phonon. Or lorsque les nucléotides se lient dans l’ADN pour former une base, ces phonons doivent osciller dans des directions opposées pour maintenir  en place la structure en double hélice de l’ADN.

Cette hypothèse expliquerait pourquoi l’ADN parvient à rester stable tout en maintenant sa structure avec un minimum d’énergie. Les phonons étant dans des états intriqués  « un phénomène en physique quantique qui relie deux particules entre-elles, même si elles sont physiquement séparés ». Leurs vibrations seraient annulées par celle de leurs  voisins. Ce qui assurerait  cette stabilité de la structure des molécules de l’ADN.

Mais plus curieusement encore des physiciens et des neurobiologistes émettent l’hypothèse que la physique quantique soit intimement liée avec la conscience.

Certes, certaines recherches tentent à prouver que le cerveau pourrait être un « ordinateur biologique » et la conscience des humains un programme dirigé par cet l’ordinateur quantique situé à l’intérieur du cerveau.

Francis Crick, un neuroscientifique a avancé l’hypothèse que la conscience n’est pas le  produit de la matière  et de la biologie du cerveau. Mais que le cerveau serait tout simplement un transpondeur. Celui-ci envoi et reçoit de l’information, une information stockée ni dans l’espace, ni dans le temps.

Cela peut paraître surprenant voir irréaliste, mais une nouvelle branche de la physique émerge.

« La physique de l’information » celle-ci, issue de la théorie de l’information et de la physique théorique. Cette entrée d’informations aurait lieu à l’interface entre notre monde physique bien réel et un monde quantique virtuel où tous les possibles coexistent avant que l’un d’eux ne soit observé et se « cristallise » ainsi dans notre réalité.

Les physiciens ont de plus en plus de raisons de penser que l’information pourrait être une grandeur physique et que notre univers lui-même pourrait être un univers d’informations physiques

La physique quantique faisant ses débuts il y a une centaine d’années a réussi à pulvériser la vision du monde des scientifiques. Il aura fallu attendre le début du XXIe siècle, et de nouvelles expériences venant  confirmer ses prédictions. Ainsi, le monde de la physique commence à oser remettre en question notre conception de la réalité.

Il est certain que cette physique apparu au début du XXe siècle n’a pas finie de nous surprendre.

Elle est une science très complexe qui fascine. Elle est omniprésente que ce soit le canapé où vous êtes assis, l’air que vous respirez et même votre corps. Car toute matière existante est soumise aux lois de cette physique. Celle-ci nous promet une avancée technologique considérable quel que soit les domaines. Mais également une énorme remise en question sur les sciences de la vie, ainsi que la nature de la réalité.

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