QUANTIQUE MÉCANIQUE

Article principal

• FORMULATION DES BASES DE LA MÉCANIQUE QUANTIQUE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 441 mots

  Louis de Broglie (1892-1987) publie en 1923 trois notes dans les Comptes rendus de l’Académie des sciences (t. 177) : la première, sobrement titrée « Ondes et quanta » ; la deuxième sur la diffraction et les interférences des quanta de lumière ; la troisième sur les quanta, la...

Articles associés

• ANTIMATIÈRE

  • Écrit par Bernard PIRE, Jean-Marc RICHARD
  • 6 099 mots
  • 4 médias
  ...masse énergie, et corrige la mécanique classique lorsque de grandes vitesses sont en jeu. L'autre grand progrès résulte de l'apparition de la mécanique quantique, qui traite des processus microscopiques. Cependant, la mécanique quantique, telle qu'elle fut formulée par Bohr, de Broglie, Heisenberg, Schrödinger...,...

• ASPECT ALAIN (1947- )

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 017 mots
  • 1 média
  Il choisit un sujet extrêmement risqué : éprouver les fondements de la mécanique quantique et éclairer le débat épistémologique entre Albert Einstein et Niels Bohr en étudiant le phénomène dit d’intrication d’une paire de particules.

• ATOME HABILLÉ

  • Écrit par Bernard CAGNAC
  • 373 mots

  La théorie de l'« atome habillé » est une méthode de mécanique quantique permettant de calculer de manière simple et facile à interpréter les phénomènes qui se produisent lorsqu'un atome interagit avec un champ électromagnétique très intense résonnant ou voisin d'une...

• ATOME

  • Écrit par José LEITE LOPES
  • 8 043 mots
  • 13 médias
  ...indice selon lequel la description des processus atomiques exigerait un changement encore plus radical des idées issues de la physique classique a été la découverte par Planck, en 1901, d'une nouvelle constante universelle, le quantum d'action h, et des quanta d'énergie. Formulée pour...

• ATOMIQUE PHYSIQUE

  • Écrit par Philippe BOUYER, Georges LÉVI
  • 5 853 mots
  • 1 média
  La théorie quantique trouve son origine dans le besoin d'expliquer certaines expériences réalisées à la fin du xix ^e et au début du xx ^e siècle. La première d'entre elles concerne l'étude du rayonnement du corps noir : tout corps, porté à n'importe quelle température,...

• BELL INÉGALITÉ DE ou THÉORÈME DE BELL

  • Écrit par Bernard CAGNAC
  • 1 047 mots

  Formule de mécanique quantique reliant les probabilités de certains phénomènes particulaires, l'inégalité de Bell joue un rôle extrêmement important dans le débat sur l'interprétation de la mécanique quantique. Trouvée en 1964, elle a montré qu'il existait des expériences particulières où les prédictions...

• BELL JOHN STEWART (1928-1990)

  • Écrit par Maurice JACOB
  • 713 mots

  Le physicien théoricien britannique John Stewart Bell a marqué par ses travaux le domaine de la mécanique quantique.

  Né à Belfast le 28 juillet 1928, John Stewart Bell, d'origine modeste, doit travailler dès l'âge de seize ans comme assistant de laboratoire. Il gravit cependant assez vite tous...

• BIG BANG

  • Écrit par Marc LACHIÈZE-REY
  • 2 229 mots
  • 4 médias
  Les années 1930 voient la mise en place de la seconde révolution scientifique qui, avec celle de la relativité, a secoué le xx ^e siècle, celle de la physique quantique. Lemaître est le premier à comprendre que les conditions physiques de l'Univers passé (forte densité et température extrêmement...

• BOHR NIELS (1885-1962)

  • Écrit par Léon ROSENFELD
  • 2 741 mots
  • 1 média
  Mais l'idée décisive de Bohr, contenue dans ses postulats quantiques (1913), fut de combiner au modèle de Rutherford la notion du quantum d'action, originairement introduite par Planck (1900) dans la thermodynamique du rayonnement électromagnétique. Le premier postulat exprimait la stabilité des atomes...

• BORN MAX (1882-1970)

  • Écrit par Viorel SERGIESCO
  • 349 mots
  • 2 médias

  Physicien d'origine allemande, Max Born est né le 11 décembre 1882 à Breslau (actuellement Wrocław en Pologne). Naturalisé britannique (1939), revenu en Allemagne fédérale (1954), Prix Nobel de physique (1954, avec W. Bothe), Born effectua des travaux dans tous les domaines de la...

• BRILLOUIN LÉON (1889-1969)

  • Écrit par André GUINIER
  • 741 mots

  Le père et le grand-père de Léon Brillouin ont été professeurs de physique au Collège de France. Après ses études à l'École normale supérieure, il a passé un an auprès de A. Sommerfeld, à Munich. Pendant la Première Guerre mondiale, il est affecté au laboratoire « de T.S.F. » du général Ferrié, où...

• BROGLIE LOUIS DE (1892-1987)

  • Écrit par Marie-Antoinette TONNELAT
  • 1 952 mots
  • 1 média
  – soit enfin que le caractère de l'onde demeure purement statistique, susceptible de décrire des probabilités de localisation et d'état de mouvement dans l'espace-temps (tels sont les développements soutenus par Born, Heisenberg, Bohr et par la très grande majorité des physiciens).

• CHAMPS THÉORIE DES

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 3 928 mots
  • 1 média
  ...d'énergie des atomes et les caractéristiques de l'effet photoélectrique ont amené les physiciens du début du xx ^e  siècle à considérer que le champ électromagnétique devait être quantifié, les interactions résultant de l'émission et de l'absorption de grains électromagnétiques, appelés ...

• CHIMIE THÉORIQUE

  • Écrit par Lionel SALEM, François VOLATRON
  • 3 773 mots
  • 10 médias
  ...correspondant aux différentes énergies possibles. On a donc un ensemble de niveaux d'énergie discrets pour la molécule, c'est-à-dire discontinus, ce qui est une caractéristique primordiale de la mécaniquequantique (en mécanique classique, l'énergie d'un système peut varier continûment).

• COMPLEXITÉ, mathématique

  • Écrit par Jean-Paul DELAHAYE
  • 1 431 mots
  ...énergétique minimum du calcul et des calculs réversibles s'appuie sur la théorie algorithmique de l'information, mais celle-ci joue un rôle clé dans une révolution dont tout laisse prévoir qu'elle occupera une place considérable dans l'avenir : l'introduction de la mécanique quantique en informatique.

• COMPTON EFFET

  • Écrit par Michel BAUBILLIER, Bernard PIRE
  • 2 247 mots
  • 4 médias
  La description théorique de l'effet Compton est fournie actuellement par la mécanique quantique relativiste appelée également théorie des champs. L'interaction entre le photon et l'électron étant purement électromagnétique, ce problème fut rapidement résolu et la solution est fréquemment citée...

• CONTINU & DISCRET

  • Écrit par Jean-Michel SALANSKIS
  • 6 752 mots
  ...le discours qu'elle tient. L'interférence entre ce que dit la physique et le sens philosophique du continu, du discret et de leur opposition est devenue plus flagrante avec l'apparition des deux grandes théories « révolutionnaires » du début de ce siècle : la relativité et lamécanique quantique.

• CONTINUITÉ ET DISCONTINUITÉ, physique

  • Écrit par Jean-Marc LÉVY-LEBLOND
  • 1 082 mots
  En fait, si la physique microscopique ne peut éliminer la dichotomie du continu et du discontinu, la théorie quantique, née avec le xx ^e siècle, qui la régit, va mettre en œuvre cette dualité de façon originale. Considérons ses objets types, les quantons. Ils relèvent du discontinu, en ceci...

• COPENHAGUE ÉCOLE DE

  • Écrit par Bernard d' ESPAGNAT
  • 645 mots
  • 2 médias

  On regroupe sous ce nom les physiciens théoriciens qui, entre 1920 et 1930, après avoir élaboré la mécanique quantique, mirent en évidence ses aspects les plus révolutionnaires par rapport aux concepts en vigueur jusqu'alors et furent les instigateurs d'un très profond débat épistémologique...

• DÉTERMINISME

  • Écrit par Étienne BALIBAR, Pierre MACHEREY
  • 8 547 mots
  ...ligne de causalité classique un « cône de causalité », elle laissait inchangée, en effet, la réversibilité locale des enchaînements de cause à effet. La crise a été déclenchée par la formation de la mécanique quantique. Certes, on peut penser qu'une bonne partie des difficultés, un temps apparues insurmontables,...

• DALIBARD JEAN (1958- )

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 900 mots
  • 1 média

  Jean Dalibard est un physicien expert des interactions entre la matière et le rayonnement électromagnétique intense généré par des lasers. Ses recherches se situent à l’interface de la physique atomique et de l'optique quantique. En 2021, il reçoit la médaille d’or du CNRS, qui couronne...

• DIRAC PAUL (1902-1984)

  • Écrit par Richard J. EDEN, Eduardo de RAFAEL
  • 1 326 mots
  • 2 médias

  Le physicien anglais Dirac est l'une des plus illustres personnalités scientifiques de notre époque. Sa formulation des lois fondamentales de la mécanique quantique et sa découverte de l'équation relativiste de l'électron le placent au même rang que Newton et Einstein dans l'histoire des...

• ÉNERGIE - La notion

  • Écrit par Julien BOK
  • 6 638 mots
  • 4 médias
  La mécanique classique s'est révélée incapable d'interpréter certains phénomènes physiques découverts au début du xx ^e siècle et les physiciens ont dû développer une nouvelle théorie : la mécanique quantique.

• ÉTAT, physique atomique et nucléaire

  • Écrit par Pierre MOYEN
  • 190 mots

  Description la plus complète d'un atome ou d'un noyau. Dans le formalisme de Heisenberg, un état correspond à un vecteur propre de la matrice décrivant le système.

  À un état correspond une valeur de l'énergie et une seule, que le système soit placé ou non dans un champ extérieur,...

• EINSTEIN ALBERT (1879-1955)

  • Écrit par Michel PATY
  • 5 714 mots
  • 7 médias
  ...quantification des niveaux atomiques par Bohr et Sommerfeld lui fournit l'occasion de proposer, en 1916-1917, une première synthèse semi-classique de la théorie des quanta. À partir de la distribution des états discrets des énergies des atomes, il calcula les probabilités de transitions entre ces états,...

• ESPAGNAT BERNARD D' (1921-2015)

  • Écrit par Universalis, Michel PATY
  • 1 061 mots

  Physicien français, spécialiste de l'étude des particules élémentaires, une des branches de la physique les plus marquées par le renouvellement rapide des connaissances, Bernard d'Espagnat fut un des penseurs notoires sur les problèmes conceptuels et philosophiques de la mécanique quantique. Dépassant...

• FERMI ENRICO (1901-1954)

  • Écrit par P. M. HEIMANN, Eduardo de RAFAEL
  • 1 617 mots
  • 1 média
  ...l'hypothèse suivant laquelle les molécules pouvaient être distinguées les unes des autres dut être abandonnée quand furent introduites les lois de la mécanique quantique pour laquelle les molécules sont indiscernables. Mais, alors que dans la théorie statistique de Bose-Einstein aucune restriction n'est...

• FEYNMAN RICHARD PHILLIPS (1918-1988)

  • Écrit par Alain LAVERNE
  • 1 918 mots
  • 3 médias
  Sa thèse de doctorat, soutenue en mai 1942, est consacrée au principe de moindre action en mécanique quantique pour des systèmes non relativistes. Dans celle-ci, Feynman montre que les amplitudes de transition calculées au moyen d'intégrales de chemins permettent une formulation plus efficace...

• FOCK VLADIMIR ALEXANDROVITCH (1898-1974)

  • Écrit par Georges KAYAS
  • 723 mots

  Diplômé de l'université de Petrograd, Vladimir Alexandrovitch Fock entre à l'Institut d'optique en 1919 et par la suite à l'Institut de physique et de technique de Leningrad, où il est professeur de physique théorique à partir de 1922. Il est nommé membre de l'Académie des sciences de l'U.R.S.S....

• GAMOW GEORGE (1904-1968)

  • Écrit par Viorel SERGIESCO
  • 145 mots

  Né à Odessa (Ukraine), Gamow vient en 1928 à Göttingen, où il utilise la mécanique quantique pour faire une théorie de la radioactivité α. C'est à Copenhague, l'année suivante, qu'il propose le modèle nucléaire en goutte liquide, encore utilisé pour expliquer la fission et la...

• HASARD & NÉCESSITÉ

  • Écrit par Universalis, Ilya PRIGOGINE, Isabelle STENGERS
  • 8 461 mots
  ...déterminisme de type dynamique et la description des phénomènes physico-chimiques, a introduit en physique un problème qui ne s'est explicité qu'avec la mécanique quantique et, plus précisément, avec le problème de la mesure quantique. En effet, l'ensemble des dispositifs expérimentaux qui permettent...

• HASARD

  • Écrit par Bertrand SAINT-SERNIN
  • 5 999 mots
  • 2 médias
  La physique du xx ^e siècle a été marquée par l'invention de deux théories majeures : la relativité générale et la mécanique quantique, qui ne reposent pas sur les mêmes bases et qui ne proposent pas une même image du monde. La première ne fait aucune place au hasard ; la seconde lui confère,...

• HAWKING STEPHEN WILLIAM (1942-2018)

  • Écrit par Universalis, Simon MITTON
  • 2 203 mots
  • 1 média
  En 1974, Hawking énonce la conjecture étonnante que les trous noirs ne sont pas réellement noirs ! En appliquant les lois de la théorie quantique à un trou noir, il montre que, au niveau quantique – c'est-à-dire à l'échelle la plus petite de la réalité physique –, des particules et du rayonnement...

• HEISENBERG WERNER KARL (1901-1976)

  • Écrit par Léon ROSENFELD
  • 3 061 mots
  • 2 médias
  Au moment où Heisenberg arrivait à Copenhague, en 1924, Bohr et Kramers consacraient leurs efforts à l'examen de la portée du principe de correspondance. On peut analyser le mouvement classique des électrons d'un atome en ses composantes périodiques et leurs harmoniques (multiples...

• HYDROGÈNE (physique)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 5 419 mots
  • 9 médias
  ...dans l’effet Zeeman. Il manque un lien entre magnétisme et structure de l’atome, et la compréhension de ce lien nécessite le développement de la mécanique quantique et en particulier les travaux d’Erwin Schrödinger (1887-1961). L’équation de Schrödinger, aux dérivées partielles, permet de calculer...

• INTERACTIONS (physique) - Électromagnétisme

  • Écrit par Bernard DIU
  • 3 914 mots
  • 6 médias
  L'électromagnétisme classique se décrit en termes des champs électriques E et magnétique B , satisfaisant aux équations de Maxwell. Lorsqu'on aborde la mécanique quantique, il s'avère que l'électromagnétisme ne peut pas y être introduit à travers les champs. Il y faut un pas de plus, qui apporte...

• INTRICATION QUANTIQUE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 826 mots
  • 3 médias

  Presque cent ans après sa naissance, la physique quantique s'est révélée indispensable à la description des atomes et des interactions fondamentales. Pratiquement inintelligible sans le recours à une formulation mathématique difficile d'accès, les tentatives de vulgarisation de ses concepts ont toujours...

• JORDAN PASCUAL (1902-1980)

  • Écrit par Viorel SERGIESCO
  • 362 mots

  Physicien allemand né à Hanovre et mort à Hambourg. Professeur aux universités de Rostock, de Berlin, de Hambourg, théoricien possédant un grand pouvoir d'abstraction et de synthèse, Pascual Jordan s'est intéressé presque exclusivement aux problèmes généraux de la physique, de la géophysique,...

• LANDAU LEV DAVIDOVITCH (1908-1968)

  • Écrit par Yakov SMORODINSKI
  • 1 837 mots
  • 2 médias
  En 1954-1955, Lev Landau publie, avec A. Abrikossov, I. Pomenrantchouk et I. Khalatnikov, une série de travaux sur l'électrodynamique quantique. Les auteurs démontrent que l'interaction électromagnétique conduit à l'écrantage absolu de la charge ponctuelle et à la disparition obligatoire de...

• LANGEVIN PAUL (1872-1946)

  • Écrit par Françoise BALIBAR
  • 1 197 mots

  Physicien français né et mort à Paris.

  « J'ai grandi au lendemain de la guerre de 1870 entre un père républicain jusqu'au fond de l'âme et une mère dévouée jusqu'au sacrifice, au milieu de cet admirable peuple de Paris, dont je me suis toujours senti si profondément solidaire. Mon père qui avait...

• LIAISONS CHIMIQUES - Liaison et classification

  • Écrit par André JULG
  • 7 259 mots
  • 7 médias
  Ladescription de l'état d'une particule, en mécanique quantique, se réduit à la seule connaissance d'une fonction Ψ des coordonnées et du temps, dite fonction d'onde. Cette fonction n'a pas de sens physique en elle-même, mais le carré de son module représente la probabilité de...

• LUMINESCENCE

  • Écrit par Séverine MARTRENCHARD-BARRA
  • 3 444 mots
  • 6 médias
  Selon les lois de la mécanique quantique, les atomes isolés, ou assemblés en molécules, puis en solides, possèdent des niveaux d’énergie. Pour comprendre les phénomènes de luminescence, il faut essentiellement considérer les niveaux d’énergies associés aux états électroniques....

• MÉCANIQUE - Mécanique analytique

  • Écrit par Francis HALBWACHS, Jean-Marie SOURIAU
  • 3 222 mots
  • 1 média
  Dès les origines (Bohr, 1918), il est apparu que le formalisme canonique était la clef de la formulation de la mécanique quantique. On adopte généralement la formulation de Dirac (1926) qui associe linéairement à chaque variable dynamique u un opérateur que nous noterons ûu.

• MAGNÉTISME

  • Écrit par Damien GIGNOUX, Étienne de LACHEISSERIE, Louis NÉEL
  • 13 743 mots
  • 14 médias
  La mécanique quantique nous apprend que, le plus souvent, le moment cinétique total d'un atome ou d'un ion libre est la somme vectorielle ℏ J du moment cinétique orbital ℏ L des électrons, provenant de leur mouvement autour du noyau, et de leur moment cinétique de spin ℏ S,...

• MODÉLISATION DU CLIMAT

  • Écrit par Hélène GUILLEMOT, Frédéric HOURDIN
  • 8 403 mots
  • 8 médias
  ...par le Soleil émettent elles aussi du rayonnement : c’est le rayonnement infrarouge responsable de l’effet de serre. À l’échelle microscopique, la mécanique quantique décrit l’interaction des molécules de gaz avec des photons (particules de lumière ultraviolette, visible ou infrarouge) au travers...

• MONOPÔLE MAGNÉTIQUE

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 757 mots

  Depuis la découverte du magnétisme par l'ingénieur français Petrus Peregrinus de Maricourt, tous les objets magnétiques étudiés jusqu'à présent, qu'il s'agisse de notre Terre ou d'un simple barreau aimanté, du microscopique proton (10^-12 mm) ou de l'électron pratiquement...

• MULTIVERS

  • Écrit par Aurélien BARRAU
  • 1 846 mots
  La mécanique quantique, l'autre grande révolution physique du xx ^e siècle, peut elle aussi conduire à l'existence d'univers multiples. L'interprétation du physicien Hugh Everett, III (1930-1982) – qui n'est indiscutablement pas la plus orthodoxe mais qui présente l'immense avantage de ne nécessiter...

• NEUMANN JOHN VON (1903-1957)

  • Écrit par Jean-Luc VERLEY
  • 1 587 mots
  • 1 média
  Le programme formaliste de Hilbert allait être illustré avec un succès éclatant dans l'axiomatisation de lamécanique quantique réalisée par von Neumann de 1927 à 1929. Les résultats de ces travaux sont rassemblés dans Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik, publié en 1932, ouvrage qui...

• ONTOLOGIE

  • Écrit par Paul RICŒUR
  • 13 780 mots
  • 1 média
  ...Comme on l'a signalé plus haut, c'est la théorie quantique qui a porté ce débat à son degré le plus aigu. Et ce sont les créateurs mêmes de la mécanique quantique qui ont introduit l'énorme débat philosophique qui, loin de s'apaiser, ne cesse de susciter de nouvelles positions. La sorte de philosophie...

• PAQUETS D'ONDES

  • Écrit par Viorel SERGIESCO
  • 420 mots

  Terme utilisé en théorie de la propagation des ondes pour désigner une superposition d'ondes, en général planes et monochromatiques, de longueurs d'onde et de directions de propagation voisines. Un paquet d'ondes f(x, t) se propageant dans une direction Δx est représenté mathématiquement...

• PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Bosons

  • Écrit par Claude COHEN-TANNOUDJI, Jacques DUPONT-ROC, Gilbert GRYNBERG, Bernard PIRE
  • 3 260 mots
  • 3 médias
  ...est pair, mais au contraire un fermion si n est impair. Les noyaux d'hélium ou les molécules d'hydrogène sont ainsi des bosons composites. Les ensembles de bosons obéissent à la loi statistique de Bose-Einstein qui quantifie la probabilité d'occupation d'un état d'énergie ...

• PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions

  • Écrit par Jean-Eudes AUGUSTIN, Michel PATY, Bernard PIRE
  • 14 209 mots
  • 13 médias
  La théorie quantique de l'électron a commencé par l'hypothèse de Louis de Broglie en 1923, qui suggère que l'association onde-corpuscule observée pour le photon est universelle : il associe à l'électron en mouvement une longueur d'onde λ = h/p, où p est l'impulsion...

• PAULI WOLFGANG (1900-1958)

  • Écrit par Charles P. ENZ
  • 1 960 mots
  • 1 média

  Enfant prodige, « le fouet de Dieu », « la conscience » de la physique théorique de son temps, le fils spirituel d'Einstein, Wolfgang Pauli, l'un des jeunes génies révolutionnaires de la physique quantique, au cours d'une réflexion rétrospective sera amené à constater qu'il...

• PHONON

  • Écrit par Jean-Paul BURGER
  • 2 026 mots
  • 3 médias

  Les phonons, ou vibrations collectives d'un ensemble d'atomes en interactions, représentent un des aspects les plus importants de la physique des solides. Ils interviennent dans des propriétés aussi diverses que la propagation d'ondes sonores, la chaleur spécifique, la conductivité...

• PHYSIQUE - Les fondements et les méthodes

  • Écrit par Roland OMNÈS
  • 9 425 mots
  • 8 médias
  ...l'expérience, ont préparé les esprits à admettre, dans la description des phénomènes physiques, une forme mathématique à première vue très éloignée des formes de pensée classiques ou intuitives. Cette ouverture des esprits à l'inattendu va être à nouveau nécessaire dans la genèse de la mécanique quantique.

• PLANCK CONSTANTE DE ou QUANTUM D'ACTION

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 137 mots

  Quantum élémentaire d'action qui relie la plus petite quantité d'énergie E emportée par un rayonnement électromagnétique à sa fréquence f par la formule E = hf. Inventé en 1900 par Max Planck (1858-1947) pour reproduire le spectre de la lumière émise par un corps chauffé,...

• PLANCK MAX (1858-1947)

  • Écrit par Josef SMOLKA
  • 1 725 mots
  • 1 média
  ...1900 au cours d'une séance de la Société allemande de physique à Berlin, ne consiste pas dans une opération formelle ou dans l'habileté mathématique. Elle réside surtout dans l'interprétation révolutionnaire de la signification physique de la constante h. Planck lui donna dès l'abord le nom...

• PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2022

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 1 485 mots
  • 1 média

  Le prix Nobel de physique 2022 a été décerné à trois spécialistes de l’optique ayant mené depuis les années 1970 des expériences décisives de physique quantique, « avec des photons intriqués, établissant ainsi la violation des inégalités de Bell » : le Français Alain Aspect...

• QUANTIQUE PHYSIQUE

  • Écrit par Claude de CALAN
  • 4 640 mots
  • 6 médias
  Enfin, en 1926, Schrödinger montre que la mécanique des matrices et la mécanique ondulatoire sont équivalentes : ce sont deux formulations différentes d'une théorie qu'on peut décrire en termes plus généraux, la mécanique quantique. Le moment est venu de donner de celle-ci une description...

• RÉALITÉ PHYSIQUE

  • Écrit par Bernard d' ESPAGNAT
  • 2 541 mots
  Si la contestation de certaines idées faussement évidentes fut, au xx ^e siècle, d'abord due à la relativité, la mécanique quantique l'a poussée à son paroxysme, et cela de plusieurs façons : en premier lieu, en affirmant qu'il n'y a pas de sens à parler de la position et...

• RÉFRACTION, physique

  • Écrit par Viorel SERGIESCO
  • 377 mots

  Changement de la direction de propagation d'une onde plane progressive, monochromatique, lors du passage d'un milieu dans un autre. Cette direction est définie d'une manière univoque dans les milieux isotropes, tandis que, dans les milieux anisotropes, il convient de distinguer les directions...

• RÉSONANCE, chimie

  • Écrit par André JULG
  • 1 304 mots
  • 1 média

  Étymologiquement, le mot « résonance » s'applique au renforcement de l'intensité vibratoire ou sonore. Il évoque donc essentiellement un phénomène mécanique. Heisenberg, en 1926, l'utilisa pour la première fois en mécanique quantique dans ses travaux sur les systèmes d'oscillateurs...

• RAYONNEMENT, physique

  • Écrit par Viorel SERGIESCO
  • 391 mots

  Terme général désignant toute forme d'énergie en mouvement. Il s'agit le plus souvent d'un rayonnement ondulatoire, c'est-à-dire de la propagation d'un champ : rayonnement électromagnétique (ondes radioélectriques, rayons X, lumière, etc.), rayonnement...

• RELATIVITÉ - Relativité générale

  • Écrit par Thibault DAMOUR, Stanley DESER
  • 10 516 mots
  • 3 médias
  ...au niveau de la physique classique, mais un résultat remarquable de Hawking a montré qu'elles avaient un contenu réel au niveau de la physique quantique. En 1974, Hawking a étudié l'aspect le plus simple de l'interaction entre la gravité et la théorie quantique, le comportement d'un champ quantique...

• ROSENFELD LÉON (1904-1974)

  • Écrit par Georges KAYAS
  • 516 mots

  Physicien belge, spécialiste de la mécanique quantique. Après avoir terminé ses études de physique théorique à l'université de Liège et obtenu le titre de docteur en sciences physiques et mathématiques de cette même université (1926), Rosenfeld complète sa formation dans plusieurs centres européens...

• SÉPARABILITÉ ET NON-SÉPARABILITÉ, mécanique quantique

  • Écrit par Alain ASPECT, Philippe GRANGIER
  • 1 185 mots
  • 3 médias

  Albert Einstein, père de la relativité, a joué un rôle majeur dans la genèse de la mécanique quantique, notamment en interprétant, en 1905, l'effet photoélectrique en termes de quanta lumineux, ou photons, ce qui lui vaudra le prix Nobel. Cependant, lorsque, vers la fin des années...

• SCHRÖDINGER ERWIN (1887-1961)

  • Écrit par Pierre COSTABEL
  • 2 828 mots
  • 1 média
  Dès 1926, en étudiant les rapports entre la mécanique quantique de Heisenberg-Born-Jordan et la sienne, Schrödinger prévoyait que son équation pouvait être équivalente à une autre, déduite de l'interprétation donnée par Dirac des équations canoniques de la dynamique classique (écrites à l'aide de la...

• SCIENCES ET PHILOSOPHIE

  • Écrit par Alain BOUTOT
  • 15 588 mots
  • 6 médias
  ...Paraboles et catastrophes). Cette dérive pragmatique a fait entrer la science dans l'univers de la technique, au point qu'on ne l'appelle plus aujourd'hui que du nom de techno-science. La meilleure illustration de cette évolution est sans aucun doute donnée par lamécanique quantique.

• SPIN ou MOMENT CINÉTIQUE ou ANGULAIRE INTRINSÈQUE

  • Écrit par Jean-Marc LÉVY-LEBLOND
  • 4 697 mots
  • 1 média

  On appelle « spin » le moment angulaire ou cinétique intrinsèque des particules quantiques ou quantons. Ce terme anglais évoque le mouvement de rotation propre que peuvent posséder les objets physiques, telles les planètes ou les balles de tennis, qui tournent sur eux-mêmes tout en décrivant...

• STATISTIQUE MÉCANIQUE

  • Écrit par Berni J. ALDER, Bernard JANCOVICI
  • 5 150 mots
  • 8 médias
  On part de la mécanique microscopique à laquelle obéissent les particules constitutives du système qu'on veut étudier. En principe, c'est la mécanique quantique, et elle engendrera une mécanique statistique quantique. En fait, la mécanique classique est souvent une approximation suffisante...

• STATISTIQUE THERMODYNAMIQUE

  • Écrit par Alkiviadis GRECOS
  • 3 684 mots
  ...moyenne (ou moyenne pondérée) _ρ de la grandeur A dans l'état ρ, notamment :

  

  où (A, ρ) a la forme d'un produit scalaire de A et ρ. Dans le cas de la mécanique quantique, l'état dynamique est donné par le vecteur Ψ, normé à l'unité, d'un espace de Hilbert H ; tandis...

• SUPERFLUIDITÉ

  • Écrit par Sébastien BALIBAR
  • 5 136 mots
  • 5 médias
  La mécanique quantique décrivant l'ensemble de l'hélium superfluide par une fonction d'onde macroscopique ψ = ψ₀ e ^iϕ, solution de l'équation de Schrödinger, la vitesse superfluide V _s est proportionnelle au gradient de la phase ϕ, donc irrotationnelle. Lars Onsager...

• TEMPS

  • Écrit par Hervé BARREAU, Olivier COSTA DE BEAUREGARD
  • 12 999 mots
  Puisqu'il s'avère que le principe d'irréversibilité du temps est du type « condition aux limites » aussi bien en théorie des ondes qu'en théorie statistique et que, des deux côtés, le « principe des conditions initiales » est aussi un « principe des actions retardées » ou « de causalité », il est tentant...

• THERMIQUE

  • Écrit par Bruno CHÉRON
  • 4 005 mots
  • 7 médias
  Enfin, le développement de la spectroscopie et la naissance de la mécanique quantique (théorie des « quanta ») ont permis, à la fin du xix ^e siècle, d’établir les lois de Stefan-Boltzmann (1884), de Wien (1893) et de Planck (1901), relatives au rayonnement thermique du « corps noir »....

• WEISSKOPF VICTOR (1908-2002)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 739 mots

  Né le 19 septembre 1908 à Vienne (Autriche) dans une famille juive aisée, le physicien Victor Weisskopf est mort le dimanche 22 avril 2002, à Cambridge (Massachusetts, États-Unis), à l'âge de quatre-vingt-treize ans. Fils d'un juriste, il développe de multiples talents tant en science qu'en musique...

• WHEELER JOHN ARCHIBALD (1911-2008)

  • Écrit par Bernard PIRE
  • 822 mots

  Le physicien américain John Archibald Wheeler, né le 9 juillet 1911 à Jacksonville en Floride, est connu pour ses importantes contributions à la physique nucléaire et à la relativité générale.

  Fils aîné d'un bibliothécaire, John Archibald Wheeler soutient sa thèse de doctorat à l'université...

• WIGNER EUGENE PAUL (1902-1994)

  • Écrit par Viorel SERGIESCO
  • 413 mots

  Physicien théoricien américain d'origine hongroise (il est né le 17 novembre 1902 à Budapest), professeur à Princeton, Prix Nobel de physique en 1963 (avec M. Goeppert-Mayer et H. D. Jensen), auteur de contributions fondamentales à la physique mathématique et à la mécanique quantique...

• YUKAWA HIDEKI (1907-1981)

  • Écrit par Michel PATY
  • 1 009 mots
  • 1 média

  Physicien japonais, né le 23 janvier 1907 à Tōkyō, dans une famille bourgeoise, nourrie de culture classique, notamment chinoise, dans la tradition confucéenne, Yukawa Hideki était le cinquième de sept enfants qui devinrent, pour la plupart, d'éminents universitaires. Son père, Ogawa Takuji, géologue...

• ZEEMAN EFFET

  • Écrit par Jean MARGERIE
  • 4 971 mots
  • 4 médias
  ...phénomènes observés (effet Zeeman dit normal, cf. chap. 2, Effet Zeeman linéaire) et elle est complètement abandonnée de nos jours au profit d'une interprétation quantique parfaitement satisfaisante. En fait, les efforts déployés pour expliquer les diverses particularités de l'effet Zeeman ont joué...

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