[News] Vers une mémoire supraconductrice à effet tunnel

[Adrien]

Des physiciennes et des physiciens ont mis en évidence le mécanisme à l'origine de l'électrorésistance géante dans des jonctions tunnel à base de supraconducteurs à haute température. Grâce à leur fonction mémoire, ces dispositifs ouvrent des nouvelles perspectives pour l’électronique supraconductrice. L'électrorésistance décrit une variation brutale de la conductivité d'une jonction à effet tunnel lorsqu'elle est soumise à une brève tension électrique. Un peu comme s...

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[protagoras]

Bonjour,
Afin de savoir ce qu'est l'effet tunnel pour ceux qui l'ignorent, voici un excellent article de Wikipédia :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_tunnel

[Pendesinialessandro]

Bonjour

-La mécanique quantique est ce qui se fait de plus acceptable, sans l’ombre d’une théorie de remplacement envisageable. C’est dire que nous ne connaissons pas d’autres voies que celle de l’abstraction pour accéder au réel. Ainsi se méfiera-t-on des raisonnements élémentaires faisant appel au sens commun et risquant de donner l’illusion qu’il serait possible d’expliquer les choses de façon concrète.
Un proton, particule particulièrement minuscule, insécable, qu’on ne peut pas couper –et pourtant, au cours d’une expérience fameuse, elle passe, au même instant, par deux trous (ou fentes) à la fois. Le fait est là, l’explication attendra.
-La mécanique classique n’a jamais pu expliquer, par exemple, pourquoi le Soleil brille depuis plus de 4 milliards d’années. La mécanique quantique, aidée de la relativité restreinte, a répondu à cette question : il brille depuis longtemps parce qu’il transmute les éléments ; en l’occurrence l’hydrogène en hélium. Le Soleil le brûle par le truchement de ce que nous appelons l’« effet tunnel » (transgression des interdits de la mécanique classique). Le Soleil et les étoiles sont des astres quantiques, cela dit sans contestation possible.

Richard Feynman affirmait : « On peut dire que personne ne comprend vraiment la mécanique quantique ». Les équations de la théorie et leurs conséquences sont utilisées de manière routinière par les physiciens, les ingénieurs, les chimistes et les biologistes, dans les domaines les plus divers. Mais elles restent mystérieuses : elles ne décrivent pas ce qui arrive à un système physique, mais seulement comment un système physique vient influencer un autre système physique. Cela signifie-t-il que la réalité essentielle d’un système qui n’interagit pas est indescriptible ? Ou seulement qu’il manque un bout de l’histoire ? Ou que nous devons accepter l’idée que la réalité n’est qu’interactions ? Il semble que son succès empirique devrait nous inciter à la prendre au sérieux et à nous demander moins ce qu’il y a à changer dans la théorie que ce qu’il y a de limité dans notre intuition, qui nous la rend épineuse. L’obscurité de cette théorie n’est pas due à la mécanique quantique, mais à notre faculté d’imagination limitée » !.... Devrions-nous lui donner tort ?

Pour conclure, à l’état actuel de nos connaissances, oserais-je affirmer que celui qui vous dit qu’il comprend intelligiblement la mécanique quantique vous ment ?

[protagoras]

Bonjour

-La mécanique quantique est ce qui se fait de plus acceptable, sans l’ombre d’une théorie de remplacement envisageable. C’est dire que nous ne connaissons pas d’autres voies que celle de l’abstraction pour accéder au réel. Ainsi se méfiera-t-on des raisonnements élémentaires faisant appel au sens commun et risquant de donner l’illusion qu’il serait possible d’expliquer les choses de façon concrète.
Un proton, particule particulièrement minuscule, insécable, qu’on ne peut pas couper –et pourtant, au cours d’une expérience fameuse, elle passe, au même instant, par deux trous (ou fentes) à la fois. Le fait est là, l’explication attendra.
-La mécanique classique n’a jamais pu expliquer, par exemple, pourquoi le Soleil brille depuis plus de 4 milliards d’années. La mécanique quantique, aidée de la relativité restreinte, a répondu à cette question : il brille depuis longtemps parce qu’il transmute les éléments ; en l’occurrence l’hydrogène en hélium. Le Soleil le brûle par le truchement de ce que nous appelons l’« effet tunnel » (transgression des interdits de la mécanique classique). Le Soleil et les étoiles sont des astres quantiques, cela dit sans contestation possible.

Richard Feynman affirmait : « On peut dire que personne ne comprend vraiment la mécanique quantique ». Les équations de la théorie et leurs conséquences sont utilisées de manière routinière par les physiciens, les ingénieurs, les chimistes et les biologistes, dans les domaines les plus divers. Mais elles restent mystérieuses : elles ne décrivent pas ce qui arrive à un système physique, mais seulement comment un système physique vient influencer un autre système physique. Cela signifie-t-il que la réalité essentielle d’un système qui n’interagit pas est indescriptible ? Ou seulement qu’il manque un bout de l’histoire ? Ou que nous devons accepter l’idée que la réalité n’est qu’interactions ? Il semble que son succès empirique devrait nous inciter à la prendre au sérieux et à nous demander moins ce qu’il y a à changer dans la théorie que ce qu’il y a de limité dans notre intuition, qui nous la rend épineuse. L’obscurité de cette théorie n’est pas due à la mécanique quantique, mais à notre faculté d’imagination limitée » !.... Devrions-nous lui donner tort ?

Pour conclure, à l’état actuel de nos connaissances, oserais-je affirmer que celui qui vous dit qu’il comprend intelligiblement la mécanique quantique vous ment ?

Bonjour,
Je suis vraiment désolé d'être partiellement en désaccord avec vous !
Tout d'abord, sautons votre premier alinéa sur lequel il y aurait beaucoup de choses à préciser, voire à rectifier.
Plus loin, je lis avec étonnement ce passage :
"Un proton, particule particulièrement minuscule, insécable, qu’on ne peut pas couper –et pourtant, au cours d’une expérience fameuse, elle passe, au même instant, par deux trous (ou fentes) à la fois. Le fait est là, l’explication attendra."
Un proton n'est pas insécable ! Il est constitué de deux quarks "up" et d'un quark "down". La charge électrique d'un up est 2/3 et celle d'un down est -1/3 d'où la charge du proton : 2/3 + 2/3 - 1/3 = 1 ce qui est bien la charge électrique du proton. Mais le proton n'est pas aussi simple : Ses 3 quarks "baignent" dans une mer de quarks et de gluons virtuels. Si on ajoute le fait que les quarks ont, en plus d'une charge électrique, une charge de "couleurs" tout se complique encore un peu plus ! Et nous sommes en plein dans la chromodynamique quantique qu'il faut connaître pour se permettre de discuter la mécanique quantique.
Pour ce qui concerne l'expérience des fentes d'Young, il ne s'agit pas de protons mais soit de photons soit d'électrons.
Les interférences constatées avec les électrons ne s'expliquent vraiment que si on fait appel à la superbe théorie de ""l'intégrale de chemins"
dont le père est le grand physicien américains Richard Feynman, prix Nobel de physique. professeur de physique le jour et joueur de bongo la nuit.
De plus, il faut bien comprendre l'affirmation de Feynman selon laquelle personne ne comprend la mécanique quantique. Il est évident que l'on comprend la théorie, c'est son INTERPRETATION qui pose problème de par la nature non locale de la théorie et un des grands problèmes que l'on rencontre est bel et bien le problème de la mesure !
Et puis, puisque l'on en est aux citations, permettez-moi de vous rappeler celle-ci de Niels Bohr, un des pères fondateurs de la mécanique quantique : "Quiconque étudie la mécanique quantique et n'est pas saisi de vertige n'y a rien compris" !
Certains ouvrages de vulgarisation "expliquent" "l'intrication quantique" ! Eh bien, cette intrication est et est seulement une équation !
La voici : (On considère deux particules p1 et p2 de fonction d'onde Ψ1 et Ψ2 respectivement.
|Ψ> = α|Ψ1> + β|Ψ2> où α et β sont des nombres complexes et |Ψ1> et |Ψ2> sont les vecteurs d’état des deux particules intriquées. Je précise que ces vecteurs d'état appartiennent à un espace de Hilbert, soit dit en passant ....
En particulier, cette équation nous dit que p1 et p2 ont désormais la même fonction d'onde Ψ. Cela signifie, pour simplifier, que, quelque soit la distance les séparant, une perturbation sur l'une sera transmise INSTANTENEMENT à l'autre. (On démontre que cela ne viole pas la théorie de la Relativité).
On comprend cette équation mais on ne sait pas vraiment l'interpréter. (Peut-être la théorie de Maldacena et Susskind, la théorie « ER = EPR » apportera-t-elle une explication).
Vous dîtes que les équations ne décrivent pas ce qui arrive à un système physique. Je suppose que vous voulez dire qu'elles ne décrivent pas l'évolution d'un système quantique.
Eh bien si ! L'équation de Schrödinger dépendante du temps fournit une description déterministe de cette évolution ! C'est au moment de la mesure que surgit l'indéterminisme !
Voici cette équation de Schrödinger dépendante du temps : iℏ∂|Ψ>/∂t = H|Ψ> où ℏ est la constante de Planck réduite et i l'unité imaginaire. On remarquera en passant la présence de l'opérateur hamiltonien H dont les valeurs propres sont les observables du système quantique étudié.
Enfin, il y aurait encore beaucoup de choses à corriger dans votre texte, par exemple ce que vous dîtes à propos des réactions de nucléosynthèses dans le Soleil De plus, l'effet tunnel, pour être compris, requiert un bon bagage en physique, par exemple comprendre ce que l'on entend par "barrière coulombienne" entre autres.
Mais ça suffit pour aujourd'hui.
Cordialement.

P.S. A propos de votre dernière et péremptoire déclaration : "Pour conclure, à l’état actuel de nos connaissances, oserais-je affirmer que celui qui vous dit qu’il comprend intelligiblement la mécanique quantique vous ment ? "
Tout d'abord, pourquoi "intelligemment" . Peut-on vraiment comprendre autrement ?
Vous ne trouverez pas un seul physicien pour prétendre comprendre la mécanique quantique. Seuls les non scientifiques lecteurs d'ouvrages de plus ou moins bonne vulgarisation peuvent avoir l'impression d'y avoir compris quelque chose sans aller jusqu'à prétende avoir compris la mécanique quantique.
La mécanique quantique, en sa presque totalité, ne peut se vulgariser étant entièrement mathématisée et la mathématique n'est pas vulgarisable. De plus, un fait parmi tant d'autres, comment un lecteur non averti pourrait-il comprendre que la logique de la mécanique quantique n'est pas notre logique élémentaire, celle par exemple du calcul propositionnel alors qu'en mécanique quantique le connecteur OU inclusif n'est pas commutatif et que le connecteur ET n' y a plus de sens ? C'est à tous ces petits détails que l'on reconnaît immédiatement si un interlocuteur a puisé dans la vulgarisation ses maigres "connaissances".
D'ailleurs, comment vulgariser une discipline que l'on ne sait pas encore interpreter ? Or, c'est une éventuelle interprétation qui pourrait permettre une tentative de vulgarisation.