MECANIQUE QUANTIQUE

-mécanique quantique

La mécanique quantique traite du comportement physique des particules atomiques et subatomiques (leurs mouvement, impulsion, flux, moment cinétique)

On utilise à cet effet, une fonction d'onde, qui malheureusement n'offre que des probabilités   concernant le calcul des paramètres de la particule 

 

Voici quelques expressions qualifiées de “quantiques”

BRUIT QUANTIQUE

(synonymes: bruit de grenaille ou bruit de Schottky ou shot noise)

C'est un bruit percevable en électronique; il est dû aux irrégularités (discontinuités) des arrivées d'électrons, porteurs de charges élémentaires 

Ces électrons suivent une loi de Poisson w(probabilité) = lk.e-l / k !

 

CHAMPS QUANTIQUES

Le terme "champs quantiques" exprime que les interactions fondamentales de mécanique classique sont homothétiquement exprimables en infiniment petit, sous la forme de relations interactives entre particules élémentaires

Chaque champ (synonyme : champ de jauge) est une zone de l'espace où se déplace, de façon isotrope et cohérente, au moins une particule définie par une fonction d'onde, en créant des interactions. Mais les mesures de ces interactions sont toujours multiples d'un quantum basique (d'énergie, d'action ou d’autres...)

Il y a déjà une notion de champ d'énergie dans la mécanique classique einsteinienne, mais ici on écrit les équations pour une énergie ondulatoire et ceci dans une expression harmonique. Car les particules sont considérées en excitation harmonique, avec un nombre variable (éventuellement infini) de degrés de liberté

 

CHROMODYNAMIQUE QUANTIQUE (ou Q.C.D)

C'est l'étude des interactions fortes, entre hadrons (composés de quarks)

-voir chapitre Interaction

 

COMPLÉMENTARITÉ des OBJETS QUANTIQUES

Il s'agit ici du principe de Bohr, qui énonce qu'un objet particulaire quantique, bien que bivalent (à la fois corpuscule et onde) ne peut se présenter à nous que sous un seul de ces 2 aspects. 

Donc une mesure faite sur l'une des caractéristiques de son aspect corpusculaire, ne pourra permettre aucune autre mesure précise d'une observable dépendant de son aspect ondulatoire (par exemple une précision de mesure sur la position déniera une possible précision sur la quantité de mouvement) Ceci débouche sur le principe d'incertitude

 

COSMOLOGIE QUANTIQUE

La justification de transférer le mot quantique dans l'infiniment grand est double;

-au moment du Big bang, on estime que le cosmos ressemblait à une particule de notre époque

-l'énergie du milieu universel (le vide) présente (dans un volume unitaire très petit) une valeur unitaire assimilable à un quantum dit "énergie de point zéro" 

 

DEGENERESCENCE QUANTIQUE

ou Distribution groupée de particules

Pour un système, la dégénérescence de niveau est le nombre d’états distincts de même énergie stationnaire

 

ÉLECTRODYNAMIQUE QUANTIQUE (ou Q.E.D)

C'est l'étude des interactions électromagnétiques entre particules élémentaires (voir chapître Interaction)

 

ÉTAT QUANTIQUE (dont le CHAT de SCHRÖDINGER)

 C'est l'état d'un système particulaire, déterminé par les caractéristiques de sa fonction d'onde

Celle-ci permet de faire des prédictions  probabilistes car elle donne seulement la possibilité que tel ou tel état-résultat de mesure soit obtenu.Les états possibles (Eet  E2) d'un système physique se superposent pour créer un état global, inclus dans sa fonction d'onde >> le phénomène à venir dépend de 2 phénomènes opposables –telles les 2 facettes d'une pièce de monnaie (pile et face) qui coexistent et sont présentes ensemble avant sa chute, mais ne le sont plus après--(ce n’est qu’après la chute que l’une des facettes sera perceptible).

Cet exemple a été vulgarisé sous le nom de paradoxe du chat de Schrödinger >>

un chat est supposé bloqué dans une boîte opaque, conditionnée de telle façon qu’on puisse y introduire un gaz létal, par une vanne d’admission (télé)commandée grâce à l’arrivée d’une particule élémentaire. Tant que ce paramètre (le top d’arrivée de la particule) n’a pas été vérifié (mesuré) le chat est équiprobablement en sursis, aussi bien mort que vivant (sa vie et sa mort sont superposées, comme les facettes de la pièce de monnaie) Si l'on observe maintenant la lancée de ladite particule, les photons (d'observation) perturbent sa fonction d’onde 

On voit que ces photons (parasites) écrasent- ou écroulent ou réduisent- la fonction d'onde de la particule, ce qui entraîne sa modification (ou sa disparition) et on ne saura jamais comment elle se présentait avant d'avoir été parasitée. Donc elle pouvait aussi bien être conditionnée pour tuer ou pour épargner ce pauvre chat.On ne connaît l'état acquis (mort ou vivant) qu’après une déroutante observation

Une  théorie dite de décohérence , propose une piste pour expliquer le passage depuis 2 états coïncidents (oui et non) pour les ramener à un seul état (oui ou non)

 

NOMBRES QUANTIQUES

Ce sont des valeurs numériques attribuées à certaines caractéristiques des particules- Voir ce chapitre

 

NON-SEPARABILITE QUANTIQUE

Des particules ayant eu un moment de vie commune, se souviennent de leurs caractéristiques mutuelles instantanément, comme si elles étaient inséparables, bien que la distance et le temps aient changé (c'est l'intrication)

Le paradoxe EPR fut une théorie prétendant expliquer l'intrication avec des variables cachées

 

ORDINATEUR QUANTIQUE (QUANTUM COMPUTER)

Il s’agit d’un appareil qui traite les informations à partir de qbits, qui permettent de traiter tous les états possibles d’une série de données en une fois (intrication)

On multiplie la puissance d’un ordinateur quantique à chaque fois qu’on lui ajoute un qbit (alors qu’avec un ordinateur classique, on ne fait que l’additionner)Pratiquement, il est difficile de conserver plusieurs fonctions d’onde de plusieurs qbits, sans que leur utilisation ne les fasse s’écrouler. Donc on n’a pour l’instant que quelques qbits colocataires d’unmême computeur quantique, car l’implémentation* des circuits quantiques est délicate(*implémentation = logiciel ou système d'exploitation, nécessaire pour un utilisateurlambda).

 

OSCILLATEUR (HARMONIQUE) QUANTIQUE

Oscillateur = système périodique

Harmonique = dont les oscillations sont sinusoïdales et ne dépendent que des caractéristiques du système et des conditions initiales

Quantique = qui concerne les particules

Energie d’un tel oscillateur: Eo = h.w.(n + ½)h est Dirac h // w la vitesse angulaire et n un entier

 

 

PARTICULES QUANTIQUES

 Ce sont théoriquement celles dont les mesures dépendent de quanta, En pratique, ce sont les particules élémentaires de dimensions < 10-8 m

Les termes quanton ou corpusconde ou particlonde sont des synonymes de particule quantique et ces terminologies rappellent que -selon les phénomènes- elles peuvent présenter soit des caractéristiques corpusculaires (volume concentré et homogène), soit des caractéristiques ondulatoires (ensemble de vibrations dans un volume diffus) 

 

PHYSIQUE QUANTIQUE

Terme utilisé pour l’étude des particules quantiques (incluant les lois de Pauli, de Dirac, de Schrödinger, de mécanique ondulatoire, etc)

 

QUANTIFICATION (avec ÉVENTUELLEMENT un ADJECTIF)

Expression signifiant qu'on applique le calcul des quanta à une grandeur (mode de calcul des valeurs numériques discrètes correspondant à un nombre de quanta)

Par exemple une quantification spatiale (c'est à dire angulaire d'espace), signifie que cela concerne les moments cinétiques des atomes)

 

RENDEMENT QUANTIQUE

Terme utilisé pour définir la probabilité d’émergence de particules, comparée au nombre de particules incidentes, dans une expérience.

Par exemple, le rendement = probabilité w  de création d'un photoélectron est

w = (1-yr) yn[1 – e-ya.l]

avec yr = coeff. de réflexion des photons

yn= fraction des éléments chargés

ya= coefficient d’absorption

l(m) = épaisseur du détecteur

 

SUPERFLUIDITE QUANTIQUE

La superfluidité est l'abaissement brutal de la viscosité associée à une élévation de la conductivité thermique d’un corps. En dessous d'une certaine température, certains corps simples se trouvent en état de condensat de Bose-Einstein et leur viscosité, qui est liée aux chocs moléculaires, décroît brutalement. Ils deviennent superfluides et s'écoulent dès lors sans frottement.

 

THÉORIE QUANTIQUE des CHAMPS (T.Q.C ou Q.F.T en anglais)

C’est l’extension  pertinente de l’ensemble des champs quantiques

C'est une théorie qui exprime que les particules sont des zones excitées (de certains domaines de l'espace), qu'elles ont une énergie (Lagrangien) liée à leur état vibratoire et qu'elles présentent certains degrés de liberté 

Mais malgré une mise en présentation mathématique de haute volée pour lesdits paramètres, cette théorie ne débouche en rien sur une explication des grands problèmes butoirs du monde corpusculaire (comme la dualité corpuscule-onde, l'apparition-disparition des particules fugaces, l'intrication, la multi-interaction des particules etc....)

En outre, elle prétend impliquer des champs continus mais comme ils sont "quantiques" ils devraient être -par définition- discontinus ?

 

UNITE QUANTIQUE: le QUANTUM

On constate que la mesure d’un phénomène concernant les particules ne peut s’effectuer que par paliers, chaque espace entre 2 paliers étant une quantité UNITAIRE insécable de mesure.

Le terme exprimant cette quantité unitaire est quantum(au pluriel quanta), dont dérive le qualificatif quantique (concernant le monde de l’infiniment petit)

En langage pratique (c'est à dire abrégé), quantum désigne le plus souvent une quantité unitaire d'action. Mais il y a d’autres quanta (de flux, d’énergie, d’entropie....)

-quantum d'action  dénommé constante de Planck (6,626 068 .10-34 J-s)

-quantum d'énergie dénommé électronvolt (eV) valant 1,602 176 462(63).10-19 Joule

 

VIDE QUANTIQUE

C’est l’appellation fantaisiste de l’énergie du vide (ou plus exactement de l’énergie du “milieu universel”, car le vide n’existe pas). Voir ci-dessus : cosmologie quantique

 

VOLUME QUANTIQUE

C'est le volume contruit sur une distance interparticulaire égale à la longueur d'onde thermique de de Broglie (variable selon le type de particule de 2 à 7.10-11 m,)

Donc volume de ˜ 10-32 à -30 m3,

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