Le quantique

Quantique! Vous avez dit quantique! Comme c'est bizarre! En effet, la physique quantique est bizarre. Elle est déroutante, elle décrit un comportement de certaines particules microscopiques bien différent de celui des objets macroscopiques c'est-à-dire visibles à l'oeil nu.

Le comportement de l'infiniment petit

La superposition de plusieurs états
La position, la vitesse, l'énergie, etc,.... sont des états d'une particule. En physique quantique chacun de ces états est lui-même la superposition de plusieurs états simultanément.
Par exemple un électron envoyé sur un écran peut se trouver, en même temps, à un endroit, à un autre, à un autre,.... et atteindre plusieurs vitesses à la fois.
C'est cette simultanéité qui est surprenante.

Le hasard
Einstein disait "Dieu ne joue pas aux dés" et pourtant les mesures d'un état sont bien aléatoires, elles sont le fruit du hasard, avec une probabilité de se réaliser et non une certitude.
Dans l'exemple précédent, chacune des positions ou des vitesses a une certaine probabilité (nombre compris entre 0 et 1) de se produire.

La dualité onde-particule
Une particule peut se comporter à la fois comme une onde et comme un corpuscule (un quantum).
Par exemple la lumière est faite d'ondes électromagnétiques et de photons. On peut, de même, associer une onde à un électron. Il en est ainsi pour d'autres particules (voir mon article "La double nature onde-particule" du 10/10/2014).

La quantification
En physique classique, les états peuvent prendre des valeurs continues. Par exemple on peut faire varier la vitesse d'un avion de façon continue de 0 à 300 km/h, en chauffant de l'eau on peut augmenter sa température progressivement de 0 à 100°C.

En physique quantique, les valeurs des états sont quantifiées. On ne peut passer de façon continue d'une valeur d'un état à une autre. Par exemple, les électrons d'un atome forment un "nuage" stratifié en couches ayant différents niveaux d'énergie dont la valeur est bien déterminée. L'énergie d'un électron porté à haute température varie par paliers en passant d'un niveau d'énergie à un autre.

L'intrication
Une interaction en un endroit d'une particule a une répercussion immédiate sur une autre particule en un autre endroit. On dit alors que les deux particules sont intriquées : les états de l'une dépendent des états de l'autre.
Nous donnerons plus loin un exemple de cette intrication, dans les ordinateurs quantiques.

Applications

Le microscope électronique
Une application très employée de la dualité onde / électron est celle du microscope électronique.
Dans un microscope électronique le faisceau d'électrons envoyés sur un objet a une longueur d'onde beaucoup plus petite que celles d'un faisceau de lumière d'un microscope optique d'où une résolution (la plus petite distance séparant deux points) beaucoup plus petite et un grandissement (rapport du diamètre  de l'image à celui de l'objet) beaucoup plus grand.

L'ordinateur quantique
Le bit (binary digit) est la plus petite unité d'information d'un ordinateur classique, pouvant prendre les valeurs 0 (absence de courant) ou 1 (présence de courant).

Le qubit (ou bit quantique) est la plus petite unité d'information d'un ordinateur quantique, sa valeur est la superposition des deux états 0 et 1 c'est-à-dire une combinaison de ces deux états avec une probabilité de les obtenir.

Deux qubits peuvent avoir  une intrication quantique : l'état d'un qubit dépend de celui d'un autre qubit et vice versa.

Ces deux propriétés (superposition des états et intrication) permettent d'augmenter considérablement la vitesse de calculs et la puissance des futurs ordinateurs quantiques.

La thérapie quantique
De nombreux congrès sur une forme nouvelle de médecine, la thérapie quantique, ont eu lieu. De quoi s'agit-il?
Notre corps contient une multitude de particules d'ondes électromagnétiques, les biophotons, qui émettent des informations en tous genres sur notre état de santé.

Patiente utilisant l'appareil de médecine
quantique: le BICOM

Ci -contre, une patiente est harnachée d'électrodes. Les informations sont recueillies sur un écran et analysées par un appareil de médecine quantique qui détermine l'état de santé de la patiente, il donne un bilan complet
physiologique et émotionnel.

L'appareil renvoie ensuite des informations permettant de diagnostiquer des défaillances de l'organisme et de le rééquilibrer.

Ces informations permettent d'obtenir, dans certains cas, une amélioration d'un état, mais elles sont fondées sur des probabilités, comme toute la physique quantique.


Conclusion
La difficulté, pour moi, a été de transmettre le plus simplement possible  des notions bien compliquées.
J'ai voulu donner un aperçu de la physique quantique tellement surprenante, mais aussi tellement passionnante et révolutionnaire.

J'espère que vous avez appris quelque chose, que votre" état "de disposition à l'égard de cette physique quantique s'est amélioré...... si vous vous êtes donné la peine de lire mon billet!