Les différentes périodes de la physique quantique:

​

Tout d’abord la première période de 1900 à 1921 qui correspond à la naissance de la physique grâce à Max Planck qui en 1900 démontre que les échanges entre matière et énergie sont discontinus, par petits paquets d’énergie appelés : quanta d’énergie. Puis, en 1905 Albert Einstein explique le phénomène photoélectrique (émission d'électrons par un matériau soumis à l'action de la lumière) qui permet de confirmer l’hypothèse des quanta de lumière. En 1913, Bohr élabore le premier modèle atomique , un modèle quantique (orbites électroniques quantifiées).

​

La deuxième période (1921-1927) est une période très importante car en 1923 le physicien Louis de Broglie démontre que toute particule matérielle est associée à une onde, il appelle cela la dualité onde-particule. Werner Heinsenberg formule le principe d’incertitude, il stipule que l’on ne peut pas connaître simultanément avec une grande précision la position et la vitesse d’une particule ainsi que la mécanique matricielle (formulation de la mécanique quantique). Peu après,  Shrödinger présente la mécanique ondulatoire (théorie qui considère que toute particule est associée à une onde périodique). Par la suite Paul Dirac établit l’algèbre quantique (applications mathématique de la physique quantique).

​

La troisième période du XXe siècle (1927-1970) réunit un nombre important d’expériences et de progrès. Le congrès de Solvay de 1927 à 1938 a réuni plusieurs physiciens qui ont dû choisir entre 2 théories , celle de Bohr affirmant que  la physique quantique était une théorie complète ou celle d’Einstein qui affirmait le contraire. La seconde guerre mondiale a également touché le monde scientifique, et beaucoup de physiciens ont dû partir aux Etats- Unis et donc travailler ensemble notamment sur le projet Manhattan (nom de code du projet de recherche qui produisit la première bombe atomique). Cette période a été également marquée par des expériences de pensées comme le Chat de Shrödinger. C’est une expérience de pensée imaginée par Erwin Schrödinger : un chat est enfermé dans une boîte avec un atome radioactif qui a une chance sur deux de tuer le chat. Selon la théorie quantique, tant qu’on n’ouvre pas la boîte, le chat est à la fois mort et vivant. La mécanique quantique a permis des avancées technologiques considérables au XXe siècle :

• • Transistors, diodes , circuits intégrés

  • Lasers

  • Imagerie par Résonance Magnétique (IRM)

  • Mesure précise du temps (système de navigation GPS)

 

Après 1970, les progrès, les découvertes ainsi que des expériences se sont succédé. Comme la cryptographie quantique (qui consiste à échanger des messages dont la confidentialité est garantie par les lois de la physique quantique). La téléportation a quitté la science-fiction pour rejoindre la réalité avec la téléportation quantique (transporter instantanément un état quantique d’un point à un autre de l’espace). Pour les expériences, les scientifiques du XXIème siècle ont permis de faire avancer la physique quantique considérablement en moins de dix ans avec les réalisations expérimentales ci-dessous :

• • Moment magnétique de spin (en résonance magnétique nucléaire )

  • Ions piégés (R.Blatt)

  • Photons dans une cavité (Serge Haroche )

  • Atomes froids manipulés par lasers (D.Wineland )

  • Circuits supraconducteurs

​

​

Toutes ces recherches et expériences ont abouti à un  «super ordinateur», un calculateur quantique créé par la compagnie D-wave .

​

​

Quelques phénomènes quantiques :