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La Physique Quantique: Rupture Avec Einstein
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La théorie quantique, vérifiée avec une précision de l’ordre de 10-11, utilise le concept d'unités discrètes pour décrire les propriétés dynamiques des particules subatomiques et les interactions entre la matière et le rayonnement. La base en fut fixée par le physicien allemand Max Planck qui affirma que la matière ainsi que l'énergie rayonnante ont une structure discontinue. De même le principe d'incertitude formulé par le physicien allemand Werner Heisenberg, en 1927, fut fondamental pour le développement de la mécanique quantique; ce principe stipule que la position et le moment d'une particule subatomique ne peuvent pas être déterminés simultanément. La théorie quantique est le fondement de toute la physique moderne.

 

La Rupture Avec Einstein

 

Pour unifier la gravitation aux autres interactions fondamentales, il est nécessaire de parvenir à décrire la gravitation dans le formalisme de la physique quantique. La seule description théorique de la gravitation dont nous disposons aujourd’hui est celle fournie par la relativité générale. Or cette dernière ne fait pas bon ménage avec la mécanique quantique. On retrouve en effet plusieurs divergences.

 
Relativité générale Mécanique quantique
Les lois physiques sont indépendantes de l’observateur Les résultats dépendent de l’observateur
Théorie déterministe Théorie non déterministe
Interactions continues Interactions quantifiées
Un champ (classique) n’interagit pas avec lui-même Les quanta (gravitons) interagissent entre eux
 

Il est admis par la plupart des physiciens, en premier lieu par Einstein lui-même, qu'il y aurait un désaccord entre la mécanique quantique et la relativité, mais c'est une affirmation qu'il faut fortement nuancer car les deux théories ont de nombreux recoupements et bases communes (E=mc2, équations relativistes de l'électron de Dirac, théorie quantique des champs, etc.). En fait, il y a une difficulté à construire une théorie quantique de la gravitation, ne serait-ce qu'à cause de l'extrême faiblesse des forces gravitationnelles au niveau quantique par rapport aux autres forces et du fait que le monde de l'infiniment petit se comporte très différemment de l'environnement macroscopique auquel nous sommes habitués.

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L'Experience Des Photons

 

A par ceci, une prodigieuse expérience réalisée par une équipe de physiciens de l'université de Genève est arrivé à défier la théorie de la relativité restreinte d'Einstein. Les scientifiques helvétiques ont apporté la preuve éclatante que l'étrange comportement des particules à l'échelle subatomique, décrit par les équations de la physique quantique, peut se manifester dans l'univers macroscopique. Une autre réalité fait irruption dans notre vie quotidienne:

 

Un photon émis par un laser traverse un cristal KNbO3 qui le divise en 2 photons d'énergie inférieure. Chacun emprunte une fibre optique, et sur le chemin, rencontre un miroir semi réfléchissant. Ce dernier peut alors, de manière aléatoire, soit réfléchir et dévier le photon, soit le laisser poursuivre son chemin jusqu'à atteindre un récepteur. Or on constate que les 2 photons réagissent simultanément de la même façon (subissent la même  manifestation du miroir) à plus de 10 Km l'un de l'autre.

Ceci contredit Einstein, puisque ça demande l'intervention du passage d'un message instantané, donc de vitesse infinie, supérieure à la célérité elle- même. Einstein, incroyant, appelait ce phénomène "action fantôme à distance".  

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Conclusion

 

La mécanique quantique sert de base aux épreuves actuelles visant à expliquer la force nucléaire et à développer une théorie unifiée pour toutes les interactions fondamentales de la matière. Toutefois, il existe encore des doutes sur l'intégralité de la théorie quantique. La difficulté de divergence, par exemple, n'est que partiellement résolue. Au moment où la mécanique de Newton est rectifiée par la quantique et la relativité, plusieurs scientifiques (dont Einstein) prédirent de profonds changements dans la mécanique quantique. De grosses difficultés théoriques persistent, par exemple entre la mécanique quantique et la théorie du chaos, qui sut un élan rapide dès les années 1980. Des efforts concernant le développement d’un système capable de réunir la relativité et la mécanique quantique sont actuellement déployés par des théoriciens tels que le physicien britannique Stephen Hawking.

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