Prenez le temps d'e-penser Tome II by Bruce Benamran

Auteur:Bruce Benamran [Bruce Benamran]
La langue: fra
Format: epub

Tout d’abord, on peut observer qu’avec le temps, la probabilité de vibration chute totalement ; ce phénomène est dû au fait qu’après un temps quand même relativement court — quarante milliardièmes de seconde — la jonction Josephson elle-même n’est plus quantique ; on voit ici la progression de la décohérence de cette jonction. Mais qu’observe-t-on de plus significatif ? On observe que lorsque la mesure de la probabilité est sur la ligne marquée en gras sur le schéma, la lamelle est dans un état quantique dans lequel on peut raisonnablement considérer, de façon équiprobable, qu’elle vibre et qu’elle ne vibre pas, en même temps.

122. Des effets bizarres

Au-delà des propriétés quantiques des particules, telles que la superposition des états quantiques, la réduction du paquet d’ondes, et tout ce dont on a parlé jusqu’à maintenant, il y a une variété de phénomènes et d’effets qui n’existent qu’à l’échelle quantique — terme assez impropre pour signifier les conditions dans lesquelles un objet quantique va se comporter de façon quantique. Nous avons déjà abordé l’effet Zeeman, et nous allons maintenant faire le tour de deux autres de ces effets, à commencer par l’effet tunnel.

L’effet tunnel

L’effet tunnel est un de ces exemples capables de montrer à la fois la bizarrerie quantique et, dans le même temps, une application pratique, à notre échelle, de cette bizarrerie. Mais l’effet tunnel, qu’est-ce que c’est ?

À l’échelle macroscopique, lorsque vous émettez une onde en direction d’une paroi — par exemple si vous éclairez un mur — une partie de cette onde va se réfléchir et, en quelque sorte, rebondir contre le mur ; de la même manière, si vous envoyez une balle contre un mur, elle va rebondir. À l’échelle quantique, au fond, il se passe la même chose. Si vous envoyez un objet quantique contre une paroi…

Ah, oui ! Peut-on parler de paroi à l’échelle quantique ? Oui et non. On peut bien parler de paroi, en ce sens qu’on peut constituer une espèce de limite non franchissable, mais, en même temps, non, il ne s’agit pas d’un mur. Il s’agit en réalité de barrière de potentiel.

Barrière de potentiel

On appelle barrière de potentiel un niveau d’énergie donné qu’une particule de niveau d’énergie inférieur ne peut pas franchir. La meilleure analogie que je puisse trouver pour en parler — mais qui va être étonnamment ridicule au regard de ce qu’est en réalité une barrière de potentiel — est une route qui passe sous un pont. Devant le pont, une mention indique que seuls les véhicules de moins de 3,90 m peuvent passer car le pont est sans doute à 4 m au-dessus de la chaussée. Cela constitue une barrière de potentiel, mais « inversée » dans la mesure où, dans ce cas, seuls les véhicules plus hauts ne peuvent pas passer, alors que dans une barrière de potentiel, ce sont les objets quantiques qui n’ont pas un niveau d’énergie suffisamment élevé qui sont bloqués.

Du coup, revenons à notre objet quantique lancé contre une « paroi » — en réalité une barrière de potentiel.

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