Le grand roman de la physique quantique by Manjit Kumar

Auteur:Manjit Kumar [Kumar, Manjit]
La langue: fra
Format: epub
ISBN: 9782709624657
Éditeur: JC Lattès
Publié: 2011-04-05T16:00:00+00:00

Figure 11 : Paquet d’ondes formé par la superposition d’un groupe d’ondes.

Ensuite, lorsqu’on tenta d’appliquer l’équation d’onde à l’hélium et d’autres atomes, la vision de la réalité sous-jacente aux mathématiques de Schrödinger disparut, transformée en un espace multidimensionnel abstrait qu’il était impossible de se représenter.

La fonction d’onde d’un électron code tout ce qu’il faut savoir sur son onde unique tridimensionnelle. Or la fonction d’onde des deux électrons de l’atome d’hélium ne pouvait pas s’interpréter comme deux ondes tridimensionnelles existant dans l’espace tridimensionnel ordinaire. Au lieu de quoi les mathématiques suggéraient une onde unique au sein d’un étrange espace à six dimensions. À chaque progression d’un élément à l’autre sur la table périodique, le nombre des électrons augmentait d’une unité et trois dimensions supplémentaires étaient exigées. Si le lithium, troisième élément de la table, exigeait un espace à neuf dimensions, alors il fallait un espace à 276 dimensions pour loger l’uranium. Il était inconcevable que les ondes occupant ces espaces multidimensionnels abstraits soient des ondes physiques réelles grâce auxquelles Schrödinger espérait rétablir la continuité et éliminer les sauts quantiques.

L’interprétation de Schrödinger ne pouvait pas non plus rendre compte de l’effet photoélectrique ni de l’effet Compton. Des questions restaient sans réponse : comment un paquet d’ondes pouvait-il posséder une charge électrique ? La mécanique ondulatoire pouvait-elle intégrer le nouveau concept quantique de spin ? Mais si la fonction d’onde de Schrödinger ne représentait pas des ondes réelles dans l’espace tridimensionnel ordinaire, qu’étaient-elles ? Ce fut Max Born qui fournit la réponse.

Born approchait du terme d’un séjour de cinq mois aux États-Unis lorsque le premier article de Schrödinger sur la mécanique ondulatoire parut en mars 1926. En le lisant une fois rentré à Göttingen en avril, il fut complètement pris « par surprise(178) », comme d’autres avant lui. Le terrain de la physique quantique s’était spectaculairement modifié en son absence. À partir de rien, ou presque, comprit immédiatement Born, Schrödinger avait échafaudé une théorie « d’une puissance et d’une élégance fascinantes(179) ». Il reconnut sans tarder la « supériorité de la mécanique ondulatoire en tant qu’outil mathématique », comme le démontrait la facilité relative avec laquelle elle avait résolu « le problème atomique fondamental(180) » – l’atome d’hydrogène. Après tout, il avait fallu le talent prodigieux d’un Wolfgang Pauli pour appliquer la mécanique matricielle à l’atome d’hydrogène. Born avait peut-être été pris par surprise, mais l’idée d’ondes d’électrons lui était déjà familière bien avant que paraisse l’article de Schrödinger.

« Une lettre d’Einstein avait attiré mon attention sur la thèse de de Broglie peu après sa publication, mais j’étais trop absorbé dans nos spéculations pour l’étudier attentivement(181) », avouerait Born plus d’un demi-siècle plus tard. Dès juillet 1925, il avait trouvé le temps d’étudier les travaux de de Broglie, et il écrivit à Einstein que « la théorie ondulatoire de la matière pourrait avoir une très grande importance(182) ». Enthousiasmé, il avait déjà commencé à « émettre quelques hypothèses sur les ondes de de Broglie(183) », confia-t-il à Einstein. Mais c’est alors qu’il délaissa

Télécharger

Déni de responsabilité:
Ce site ne stocke aucun fichier sur son serveur. Nous ne faisons qu'indexer et lier au contenu fourni par d'autres sites. Veuillez contacter les fournisseurs de contenu pour supprimer le contenu des droits d'auteur, le cas échéant, et nous envoyer un courrier électronique. Nous supprimerons immédiatement les liens ou contenus pertinents.