Les limites du monde quantique.

L'étude des phénomènes naturels...

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Guy Liguily
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Les limites du monde quantique.

Message par Guy Liguily » 11/10/2009 - 5:20:36

Bonjour.

Plusieurs lectures d'articles et de vidéos m'amènent à poser les questions suivantes:

Où commence précisément le monde quantique?
Je sais que les propriétés quantiques ne s'appliquent qu'à l'échelle des particules élémentaires (photons, électrons etc.), mais j'ai lu de source sérieuse (que je ne retrouve pas) qu'il était question de tester les propriétés de la mécanique quantique à une échelle de grandeur supérieure (là non plus je ne me souviens plus laquelle, mais il s'agirait de particules de masses non nulles). Est-ce parce que l'on n'a pas cerné avec exactitude les limites du monde quantique?

La deuxième question que je me pose concerne toutes les applications de la mécanique quantique:

La biologie et la médecine quantiques sont-elles des matières sérieuses ou une sorte de charlatanisme qui a récupéré la conotation exotique de la physique quantique? J'ai vu également des vidéos qui font l'apologie d'une sorte de gestion soit-disant quantique d'une entreprise. :_grat: Etant donné qu'il n'y a pas réellement d'"éthique de la physique quantique", la porte à tous les abus est-elle grande ouverte?

Merci pour vos réponses et vos avis.

Khainyan
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Re: Les limites du monde quantique.

Message par Khainyan » 11/10/2009 - 10:04:35

La mécanique quantique est une branche de la physique qui décrit les phénomènes à l'échelle atomique. La mécanique quantique réussit là où la mécanique classique... mais à contrario elle est strictement inutilisable à des échelles plus grande car beaucoup beaucoup trop complexe. Son domaine de définition, et il faut bien comprendre que chaque théorie a un domaine de définition précis, c'est donc comme je l'ai déjà dis l'échelle atomique et moléculaire. Elle ne se limite pas aux photons, électrons,ect comme vous aviez l'air de la sous-entendre (et au passage qui ne sont pas des particules de masses nulle, sauf le photon).

La mécanique quantique peut être théoriquement appliqué à n'importe quelle échelle. Après tout un objet ce n'est qu'un semble d'atome. Simplement les équations obtenues sont strictement impossible à résoudre. Déjà qu'on utilise des approximations pour de simples atomes alors je vous laisse imaginer quand il s'agit de mettre en jeu des milliards de milliards d'atomes. Et la précision qu'on obtiendrait dans le cas où on arriverait à résoudre les équations (impossible) ne nous servirait à rien. La mécanique classique se suffit laaaaaaaaaaaargement.

qu'il était question de tester les propriétés de la mécanique quantique à une échelle de grandeur supérieure

je pense que quand vous évoquez cela il s'agit de tester jusqu'à quelle échelle un objet peut être considéré comme quantique (et particulièrement respectant le principe de superposition des états). En effet on sait qu'un système quantique, tant que la mesure n'a pas été établie, est dans tous les états dans lesquels ils pourraient être. Illustration simple. Une boule blanche et une boule noire sont dans un sacs. Vous en piochez une au hasard. Logiquement vous vous dites elle est soit blanche soit noire. Et bien la mécanique quantique nous dis qu'elle est blanche ET noire, tant que vous n'avez pas vérifié.
Ce principe de superposition s'effondre dès que la mesure et effectué.
Mais ceci n'est valable que pour les système quantique... pour reprendre l'exemple des deux boules, si elles ne sont pas des systèmes quantiques celle que vous aurez piocher sera donc bel et bien blanche OU noire.
Actuellement il n'y a aucune frontière connue.... on sait juste qu'à notre échelle ça marche pas, tandis qu'à l'échelle atomique ça marche toujours.
Déterminé une frontière précise serait pourtant très utile, notamment pour l'informatique quantique.
La biologie et la médecine quantiques sont-elles des matières sérieuses ou une sorte de charlatanisme qui a récupéré la conotation exotique de la physique quantique?

euh on parle de mécanique quantique, point barre. Je ne vois pas comment on peut appliquer ses préceptes à la médecine ou la biologie...
i vu également des vidéos qui font l'apologie d'une sorte de gestion soit-disant quantique d'une entreprise
là c'est juste n'importe quoi. ça sonne bien et puis c'est tout.
d'"éthique de la physique quantique"

Oh que si. La physique quantique a beaucoup beaucoup donné à réfléchir... nombre de grands physiciens qui ont contribuer à élaborer cette branche de la physique on accompagnait leurs travaux physiques de réflexions philosophiques. C'est indispensable car la mécanique quantique bouleverse complètement notre perception classique du monde.

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bongo1981
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Re: Les limites du monde quantique.

Message par bongo1981 » 11/10/2009 - 11:41:06

pour les phénomènes quantiques macroscopiques, on peut citer la supraconduction, la super fluidité (ou des objets macroscopiques comme les naines blanches, étoile à neutron, qui sont stable grâce à des propriétés quantiques).

Sinon la médecine quantique j'en ai jamais entendu parler...

(Pour savoir si un problème est quantique ou non il suffit de calculer l'action du problème, produit de la masse, vitesse et taille et de la comparer à la constante de Planck).

Khainyan
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Re: Les limites du monde quantique.

Message par Khainyan » 11/10/2009 - 11:50:13

bongo1981 a écrit :pour les phénomènes quantiques macroscopiques, on peut citer la supraconduction, la super fluidité (ou des objets macroscopiques comme les naines blanches, étoile à neutron, qui sont stable grâce à des propriétés quantiques).

oui j'ai hésité... mais comme au final ce sont des phénomènes dus à un comportement particulier de la matière au niveau atomique j'ai estimé que ça n'illustrait pas très bien un système phénomène macroscopique

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Re: Les limites du monde quantique.

Message par Troll » 11/10/2009 - 11:56:08

Guy Liguily a écrit :La biologie et la médecine quantiques sont-elles des matières sérieuses ou une sorte de charlatanisme qui a récupéré la conotation exotique de la physique quantique?

bongo1981 a écrit :Sinon la médecine quantique j'en ai jamais entendu parler...


Si je peux me permette, je pense que ce quiproquo provient d'une ( mauvaise ? ) vulgarisation ( ou communication ) des applications de la mécanique quantique. En médecine, on vente les progrès des IRM par exemple grâce aux connaissances de la mécanique quantique.
Ensuite, la connaissance du quantique aide-t-elle à la nanotechnologie, domaine dont s'intéresse la médecine ( transport de médicaments, diagnostique etc.... ) ?

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Re: Les limites du monde quantique.

Message par Victor » 11/10/2009 - 12:42:29

Il me semble que la limite du monde quantique c'est le phénomène de Cohérence/Décohérence lorsque l'onde n'est pas stable dans le temps... puis question Magie et quantique... Des charlatans dans les année 90 ont réussi à vendre à mon père un truc pour assécher les murs de la maison familiales imprégnée d'eau... Et ça marchait selon des principes quantiques/... Mon père qui venait de lire à l'époque le bouquin de Michel d'Espagnat... Ben il a acheté cher pour ce que c'était un morceau de métal inerte... Comme quoi quand vous dite quantique vous dites aussi principes supposés magiques parce qu'incompris

Guy Liguily
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Re: Les limites du monde quantique.

Message par Guy Liguily » 12/10/2009 - 0:36:46

Un grand merci à vous tous pour vos réponses.

Néanmoins, je suis surpris que les limites de la quantique soient au niveau atomique. Je pensais que ses propriétés étaient exclusivement réservées aux particules élémentaires. Les particules composites sont donc soumises à la dualité ??
Autre chose que je ne comprends pas. Si j'utile des électrons libres qui ne sont donc pas de masse nulle, comment est-ce possible de créer un circuit électrique infini en supraconduction? Il devrait y avoir une résistance due au frottement de l'électron contre le matériau à cause de sa masse, non? Je sais que ce n'est pas vrai, mais je me demande pour quelles raisons la résistance peut être de zéro.
Au cas où vous ne l'auriez pas remarqué, je n'ai pas accès au haut niveau mathématique et physique, mais je suis très intéressé, voire fasciné par la physique quantique et je fais mon possible pour comprendre.
Pardonnez donc les sottises que je peux dire. :-)

Khainyan
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Re: Les limites du monde quantique.

Message par Khainyan » 12/10/2009 - 10:35:51

Guy Liguily a écrit :Néanmoins, je suis surpris que les limites de la quantique soient au niveau atomique.

La physique quantique a d'abord servi à prédire le comportement des atomes. La première résolution de l'équation de Shrödinger pour l'atome d'hydrogène nous a permis de retrouver le modèle de l'atome de Bohr. C'est le seul atome pour lequel on arrive à trouver des solutions exactes... au delà c'est impossible et on utilise des approximations.
Il existe quelques rares cas où on arrive à trouver des solutions exactes. Pour résoudre les autres il faut faire des approximations..ou des analyses numériques.

Les particules composites sont donc soumises à la dualité ??
c'est le principe même de cette équation. Absolument toutes les particules sont soumis à une dualité onde/particule. Et comme tout n'es qu'assemblage de particules. Voilà. En fait si on s'en rends pas compte à notre échelle c'est grâce au principe d'incertitude, qui n'a absolument aucun impact visible à notre échelle (quand on veut mesurer la vitesse d'un satellite par exemple on obtiens une excellente précision, qui outrepasse largement les critères du principe d'incertitude). Donc tu peux dire que tu es une particule, point barre. Aucun instrument de mesure ne pourra mettre en évidence ta nature ondulatoire.

Si j'utile des électrons libres qui ne sont donc pas de masse nulle, comment est-ce possible de créer un circuit électrique infini en supraconduction? l devrait y avoir une résistance due au frottement de l'électron contre le matériau à cause de sa masse, non?
euh déjà le concept de "circuit infini c'est kwa?
Concernant les frottements des électrons. Bin non justement. C'est le principe de la supraconduction: plus de frottements. Cherche pas c'est pas un état "normal"... c'est du a un phénomène bien particulier, que seul la mécanique quantique explique. Dans des conditions classique oui il y a frottement (et donc pertes d'énergie).
Euh les raisons d'une résistance zéro: le phénomène de supraconductivité (ahaha on s'en serrait douté). pour des explications du phénomène.. ils doivent en parler sur wikipédia.. excuse moi mais là j'ai la flemme.

Guy Liguily a écrit :Au cas où vous ne l'auriez pas remarqué, je n'ai pas accès au haut niveau mathématique et physique, mais je suis très intéressé, voire fasciné par la physique quantique et je fais mon possible pour comprendre.
Pardonnez donc les sottises que je peux dire. :-)

Ne t'inquiètes pas.. le formalisme mathématique de la mécanique quantique est accessible à très peu de gens. La pluspart des ingénieurs en seraient incapable. En gros en France t'as: les Normaliens et les Polytechniciens qui ont choisis cette voie. Le reste c'est des gens qui sont allé à la face et ont suivis une formation exclusivement dans ce domaine (attention z'ont pas moins de mérite que les X et ENS, c'est juste pour dire que l'élite elle sort pas forcément des écoles d'ingé) . Cela ne fait pas beaucoup de monde donc. Sans compter les gens qui ont les capacités mathématiques pour comprendre le formalisme mathématique mais sont incapables de comprendre la physique...
Donc faut vraiment pas t'inquiétais si tu piges rien aux formules. Cela n'a jamais empêché de discuter des concepts, ce qui est tout de même le plus important (enfin dans le cadre de la mécanique quantique le formalisme mathématique aide beaucoup à guider pour éviter de dire des conneries, tellement c'est contre-intuitif).

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Re: Les limites du monde quantique.

Message par Guy Liguily » 15/10/2009 - 2:15:25

euh déjà le concept de "circuit infini c'est kwa?


Je veux dire par là, un circuit supraconducteur fermé dans lequel on a balancé un courant. Genre le petit wagon en lévitation dans la vidéo qui tourne indéfiniment si on a le matériau à la bonne température.

En fait, le mouvement perpétuel peut exister alors? Imaginons un ce petit wagon en lévitation sur un circuit supraconducteur qui, posé dans la glace du Greenland -en admettant qu'on puisse parvenir à rendre un matériau supraconducteur à -40 C- peut compenser les pertes d'énergie par un capteur solaire. OK dans ce cas précis ça sert à rien, mais des chercheurs doivent se pencher sur ce genre de solutions, non? :pet:

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buck
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Re: Les limites du monde quantique.

Message par buck » 15/10/2009 - 10:26:23

les boucles de Josephson ?
Meme la le mouvement perpetuel n'existe pas. Certe il n'y aura pas de perte par effet joule, par contre toute utilisation de ce courant implique une reduction de ce courant (application de la loi de Lenz, et a ce que je sache rien ne l'a infirme encore) ce qui fait qu'au bout d'un certain temps du n'aura plus rien la dedans.
Bref on se sert des materiaux supra, pour
1 limiter les pertes par effet joule
2 avoir des circuits haute perfomance
3 limiter tout ce qui est parasites
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Re: Les limites du monde quantique.

Message par Khainyan » 15/10/2009 - 18:16:46

En gros tu voudrais: avoir une boucle ouverte, balancer du courant, refermer la boucle? c'est ça?
euh tu sais que pour avoir du courant il faut quelque chose pour le générer?
Si tu coupes la source de mouvement des électrons il ne vont pas continuer tout seuls.
Et puis y aurais toujours plein de phénomène qui interviendrait. Dixit buck mais aussi je pense l'équivalent d'un saut quantique qui mettrait fin au courant si besoin il y a.

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Re: Les limites du monde quantique.

Message par buck » 15/10/2009 - 19:08:28

Si si il y a des moyens de generer le courant a distance (couplage capa ou variation de champs magnetique ), et il me smeble que dans ces boucles le courant reste constant (si on limite les pertes de rayonnement)
Par contre c'est inutilisble

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Re: Les limites du monde quantique.

Message par Khainyan » 15/10/2009 - 20:09:53

Bin oui tu peux le générer à distance si ça te chante mais faut bien le générer. Si tu coupes, y a plus rien.

Guy Liguily
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Re: Les limites du monde quantique.

Message par Guy Liguily » 18/10/2009 - 1:09:49

Ok d'accord. Il n'y a donc pas de résistance, mais néanmoins, il faut continuer de générer le courant d'une manière ou d'une autre.
Moi, j'avais compris que les électrons étant dans une espèce de vide de résistance, ils allaient continuer éternellement de faire des tours grâce à la simple polarisation du circuit.
Mis à part, j'ai fais une recherche sur l'effet Josephson, et ça me dépasse un peu (la définition utilise des termes qui me font faire d'autres recherches etc...et je suis largué au bout de 5 minutes :sarcastic: )

Vous cassez pas la tête à essayer de m'expliquer, je suis vraiment nul en math (j'ai même pas le niveau 1ère générale et je ne parviens pas à retenir plus loin).

Je me contenterai de conclusions et de propriétés bien carrées. (Et pis je n'ai pas envie d'apparaitre dans la charte du troll:-))

Donc, la supraconduction est une technique utilisée essentiellement dans le but de faire des économies d'énergie?

Pour rester dans la quantique,sinon, j'aimerais savoir si la téléportation quantique peut nous apporter autres choses que des progrès en cryptographie? :)

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Re: Les limites du monde quantique.

Message par bongo1981 » 20/10/2009 - 10:17:49

Guy Liguily a écrit :Donc, la supraconduction est une technique utilisée essentiellement dans le but de faire des économies d'énergie?
Disons que pour l'instant, nous ne savons générer des champs magnétiques puissants que via des courants intenses. Qui dit courant intense, dit effet Joule très important, mais la nature étant bien faite, si l'on refroidit assez un métal, celui-ci peut devenir supraconducteur, et donc supporter des courants encore plus intenses, et donc générer des champs magnétiques plus intenses que si la supraconduction n'existait pas. Ca a bien sûr des applications médicales (en IRM par exemple), dans les transports (je ne sais pas si les trains à sustentation magnétique utilisent des matériaux refroidis ? a priori non vu l'infrastructure nécessaire, vous avez des infos ?)
Seul l'avenir nous dira quelles autres applications sont possibles?
Guy Liguily a écrit :Pour rester dans la quantique,sinon, j'aimerais savoir si la téléportation quantique peut nous apporter autres choses que des progrès en cryptographie? :)
Quand Maxwell a découvert les équations qui portent son nom (et Hertz les ondes électromagnétiques), qui a pu prédire l'utilisation des ondes radio pour transporter son et lumière ? internet via wifi ? les rayons X pour les radio, les salles à UV pour bronzer ? les lasers ? les micro ondes pour faire chauffer les aliments ? etc...

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Re: Les limites du monde quantique.

Message par Troll » 20/10/2009 - 10:40:44

bongo1981 a écrit :Quand Maxwell a découvert les équations qui portent son nom (et Hertz les ondes électromagnétiques), qui a pu prédire l'utilisation des ondes radio pour transporter son et lumière ? internet via wifi ? les rayons X pour les radio, les salles à UV pour bronzer ? les lasers ? les micro ondes pour faire chauffer les aliments ? etc...


D'après ce que j'ai compris la téléportation quantique demande énormément d'énergie. ( les ondes hertziennes et cie ne consomment rien, non ? ). Tu penses vraiment qu'on pourra trouver des applications intéressantes ? lesquelles tu verrais ?

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Re: Les limites du monde quantique.

Message par Maulus » 21/10/2009 - 10:42:27

Le mot "téléportation quantique" est trompeur, on parle ici d'intrication quantique c'est bien ça ?

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Re: Les limites du monde quantique.

Message par bongo1981 » 21/10/2009 - 10:55:00

Troll a écrit :D'après ce que j'ai compris la téléportation quantique demande énormément d'énergie.
Euh... attention, on ne téléporte pas d'information. Ce terme repris par la presse prête à confusion.
Ce qui est difficile c'est de préparer des particules intriquées, et de les maintenir assez longtemps dans un état intriqué (il ne faut pas que celles-ci interagissent avec leur environnement).
Troll a écrit :( les ondes hertziennes et cie ne consomment rien, non ? ).
Si si bien sûr, un poste de radio consomme de l'énergie, une station radar également. Tout ce qui émet de la lumière, ou plus généralement des ondes électromagnétiques, consomme de l'énergie.
Troll a écrit :Tu penses vraiment qu'on pourra trouver des applications intéressantes ? lesquelles tu verrais ?
Joker, je pense que l'on est assez ingénieux pour inventer tous pleins de trucs supers intéressants.

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Re: Les limites du monde quantique.

Message par Maulus » 21/10/2009 - 11:39:03

Les applications sont souvent incongrues et improbables :D
Et si j'en trouvais une, j'en parlerais pas ouvertement :D

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Re: Les limites du monde quantique.

Message par Troll » 23/10/2009 - 20:27:08

bongo1981 a écrit :
Troll a écrit :D'après ce que j'ai compris la téléportation quantique demande énormément d'énergie.
Euh... attention, on ne téléporte pas d'information. Ce terme repris par la presse prête à confusion.
Ce qui est difficile c'est de préparer des particules intriquées, et de les maintenir assez longtemps dans un état intriqué (il ne faut pas que celles-ci interagissent avec leur environnement).

Je saisis un peu mieux !! ( j'avais bien compris de travers :sarcastic: ) ( C'est pas sur que ça soit plus clair non plus :fada: )
bongo1981 a écrit :
Troll a écrit :( les ondes hertziennes et cie ne consomment rien, non ? ).
Si si bien sûr, un poste de radio consomme de l'énergie, une station radar également. Tout ce qui émet de la lumière, ou plus généralement des ondes électromagnétiques, consomme de l'énergie.

Donc une onde électromagnétique possède son énergie propre .....
bongo1981 a écrit :
Troll a écrit :Tu penses vraiment qu'on pourra trouver des applications intéressantes ? lesquelles tu verrais ?
Joker, je pense que l'on est assez ingénieux pour inventer tous pleins de trucs supers intéressants.
Maulus a écrit :Les applications sont souvent incongrues et improbables :D
Et si j'en trouvais une, j'en parlerais pas ouvertement :D

Vous n'êtes pas un peu radins de l'imagination.......? :_jap: :D :sol:

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Re: Les limites du monde quantique.

Message par Zoharion » 23/10/2009 - 20:34:34

Moi j'ai trouvé ça pour apprendre la physique quantique : Physique quantique - Google Livres

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