Petites videos de physique pour tous

Hop, des vidéos sur la physique quantique :
http://toutestquantique.fr/
Qu'en penses-tu ?

tim9.5 a écrit:Hop, des vidéos sur la physique quantique :
Qu'en penses-tu ?

Salut.  moi ça me semble plutôt bien dans l'ensemble, étant donné le format et le niveau d'introduction.

Mais (parce qu'il y a toujours un mais, puisque je suis un diptero-sodomite compulsif ), expliquer la dualité onde-corpuscule dans ces termes est vraiment très difficiles, donc nécessairement incorrect.  Le choix de mots simples pour en parler donne des images trompeuses. Il faudrait préciser qu'on ne peut pas comprendre ce que ça veut dire clairement pour l'instant et que ce n'est qu'une image pour se faire une idée floue de la chose. Sans ce genre de précision, ça me semble confus. À mon avis, il serait aussi bien de dire que les interprétations de la mécanique quantique ne font pas consensus, mais que tout le monde s'entend sur le fait que la théorie est très précise et fonctionne. (cela parait peut-être évident par contre à la plupart de gens probablement... ) .  Les concepts comme la superposition d'états et la réduction de fonction d'onde, ont un sens mathématique précis, mais pas physiquement (je veux dire par là que ça dépend des interprétations ).  L'explication sur le site ici privilégie l'interprétation de Copenhague qui est "standard" dans l'enseignement pour des raisons historiques.    

Exemple d'image trompeuse dont je parlais: Il est écrit que les photons sont de "petits corps"...  Bref on se les imagine comme des petites billes..  Mais non, en physique, ces particules sont sans masse, sans volume, sans dimension....  Le mot corpuscule n'a pas le sens naif du langage courant.  Quand on dit que toutes les particules sont des ondes et des corpuscule, on veut surtout dire que dans certains phénomènes, elles se comportent comme des ondes, et que dans d'autres phénomènes, elles se comportent comme des corpuscules...  

Ceci dit, on ne peut pas vraiment en vouloir aux auteurs de présenter les choses sous cet angle, vu que même à l'école, c'est comme ça que c'est introduit... Pour une culture de base pour tout le monde, je trouve que c'est somme toute défendable ..  


Le titre (tout est quantique) et la présentation des corpscules en les comparant à des balles de tennis me laisse craindre aussi qu'on suggère que les corps macroscopique suivent les lois quantiques...  Dans un sens ce n'est pas faux, mais plus précisément, ces lois quantiques se réduisent aux lois classiques pour les balles de tennis et les corps macroscopiques.   Je dis ça parce que quand on rencontre l'effet tunnel pour la première fois, on se demande parfois si un homme pourrait aussi traverser les mûrs avec une très faible probabilité.. .. comme un fantome. Malheureusement pas.

Merci pour ce retour !
Je voudrais rajouter quelques points à ton long développement qui m'instruit, et poser une autre question.
Le groupe Nicolas Bourbaki a développé dans les années 50 une théorie de la géométrie sans figure, disant que la figure ne représentait pas l'idée même : puisqu'on arrive pas à dessiner un rectangle, un point, autant ne pas le faire. Et voilà qu'apparaît un livre indigeste fait de démonstrations, de lemmes et de corollaires.
Pour la physique quantique pareil. Sans image, c'est des maths pures (qui se confrontent toujours à l'expérience bien sûr, si possible), avec en plus des phénomènes comme le spin qui n'a pas d'équivalent macroscropique.

D'un côté je trouve intéressant de visualiser un monde bizarre, mais comme toi j'essaie de faire la différence entre le réel, les faits, et la modélisation de ce réel. Quasi tout le temps les deux sont mélangés, superposés : par exemple pour la dualité onde-corpuscule avec les fentes de Young. D'un côté on devrait voir l'expérience telle quelle (en film, en vrai), et de l'autre son interprétation, sa modélisation informatique (les boules corpusculaires, les mini-ondes quantiques représentées de manière fantômatique). Ainsi on comprend qu'il y a une réalité qui nous dépasse, mais qui peut être décrite par différents modèles avec leurs précisions et leur limites propres.

Ce qui me chicane aussi c'est le rôle de l'observateur dans cette expérience. J'avais crû comprendre que le fait de regarder ce qui se passe avant les deux fentes modifiait le résultat final sur l'écran. C'est comme si le fait de détecter les "particules" détruisait l'effet "onde", ne laissant sur l'écran qu'un résultat "corspusculaire" sans les franges alternées. Est-ce bien correct ?

tim9.5 a écrit: Le groupe Nicolas Bourbaki a développé dans les années 50 une théorie de la géométrie sans figure, disant que la figure ne représentait pas l'idée même : puisqu'on arrive pas à dessiner un rectangle, un point, autant ne pas le faire. Et voilà qu'apparaît un livre indigeste fait de démonstrations, de lemmes et de corollaires.
Pour la physique quantique pareil. Sans image, c'est des maths pures (qui se confrontent toujours à l'expérience bien sûr, si possible), avec en plus des phénomènes comme le spin qui n'a pas d'équivalent macroscropique.

La géométrie sans image, à mon avis, c'est une catastrophe bien franco-française, les mathématiciens géomètres sont généralement très visuels. Un héro de la géométrie et de la dynamique russe, Arnold, a justement très critiquer cela. En Russie, les maths ont l'air de devoir s'appuyer intuitivement sur la physique (avec une bonne dose de rigueur, mais pas avec la secheresse imbuvable de Bourbaki ). Pour les physiciens théoriciens, la conception qu'ils se font est aussi très proches de la géométrie et les maths sont pris d'une façon assez intuitives, très loin de la rigueur des matheux purs.

J'ai un prof de math (un russe) qui nous disait (pour nous provoquer) que "le travail des mathématiciens est de donner du sens au travail des physiciens" !.

tim9.5 a écrit: D'un côté je trouve intéressant de visualiser un monde bizarre, mais comme toi j'essaie de faire la différence entre le réel, les faits, et la modélisation de ce réel. Quasi tout le temps les deux sont mélangés, superposés : par exemple pour la dualité onde-corpuscule avec les fentes de Young. D'un côté on devrait voir l'expérience telle quelle (en film, en vrai), et de l'autre son interprétation, sa modélisation informatique (les boules corpusculaires, les mini-ondes quantiques représentées de manière fantômatique). Ainsi on comprend qu'il y a une réalité qui nous dépasse, mais qui peut être décrite par différents modèles avec leurs précisions et leur limites propres.

C'est quand même vrai. Je disais que l'image utilisée pour l'enseignement de base était trop naive... mais si on le prend comme modèle en spécifiant ses limites, alors c'est exactement ce qu'on fait en science dans tous les domaines.
Tu connais l'histoire du physicien qui voulait modéliser la production laitière: devant des agriculteurs, il commence par dire: "supposons une vache sphérique, .... "...

Une différence entre la modélisation biologique (comme dans l'exemple de la vache) et les théories quantiques: c'est que lorsque on fait un modèle à un certain niveau, on suppose qu'il est possible de faire d'autres modèles plus raffinés et compliqués. Dans la cas de la théorie quantique: la plupart des gens supposent que c'est une théorie fondamentale: il n'y a probablement pas de théorie plus raffinée derrière (il y a des avis divergents mais ils sont rares). Donc si on parle de la théorie quantique comme telle, il ne faut peut-être pas utilisé un modèle trop simpliste juste parce que ça a l'air plus comprehensible... Au moins si un gars parle de vache sphérique, tout le monde sait que ce n'est pas exactement ça, mais s'il s'agit de photons, on ne peut pas se fier à une intuition naive.

tim9.5 a écrit: Ce qui me chicane aussi c'est le rôle de l'observateur dans cette expérience. J'avais crû comprendre que le fait de regarder ce qui se passe avant les deux fentes modifiait le résultat final sur l'écran. C'est comme si le fait de détecter les "particules" détruisait l'effet "onde", ne laissant sur l'écran qu'un résultat "corspusculaire" sans les franges alternées. Est-ce bien correct ?

Le rôle attribué à l'observateur fait partie de l'interprétation de la mécanique quantique.... Ce n'est pas toutes les interprétations qui ont besoin d'attribuer un rôle à l'observateur. Donc ce n'est pas un aspect scientifique de la physique quantique...
L'idée, en gros, c'est que tant qu'il n'y a pas de mesure, l'évolution de la superposition d'états est bien décrite par les équations: les probabilités sont déterminées et on peut les calculer, etc. Quand on fait une mesure, cette superposition d'états se réduit à un seul état: celui mesuré... Que ce passe t-il physiquement quand on mesure ? Il y en a qui ont imaginé que la conscience subjective de l'observateur intervenait (ce qui nous plonge direct dans la métaphysique).. d'autres disent que la réduction de la fonction d'onde est objective, etc...
Bref, le formalisme mathématique fonctionne: on peut voir un état comme un vecteur (i.e. une "flêche" dans un espace à plusieurs dimensions), chaque dimension correspondant à une mesure possible. Effectuer la mesure projette ce vecteur sur une des dimensions. Géométriquement, c'est tout simple.
Physiquement , c'est bizarre, et la position la plus commune des physiciens est le "shut up and compute"... (ta gueule et calcule , pense pas trop au sens métaphysique de la nature réelle des choses parce que c'est un mystère pour l'instant du moins )..

Merci pour tes explications Bapak-Badak, claires et accessibles, c'est un régal de te lire je trouve.

Merci, claire et accessible effectivement !

Bapak-Badak a écrit:
Exemple d'image trompeuse dont je parlais: Il est écrit que les photons sont de "petits corps"...  Bref on se les imagine comme des petites billes..  Mais non, en physique, ces particules sont sans masse, sans volume, sans dimension....

C'est la définition d'un point mathématique, non ? Ce que je veux dire par là c'est que je commence à comprendre que la géométrie est une très bonne porte d'entrée pour appréhender, visualiser la physique. C'est en fait ce qu'a essayé de faire R. Penrose dans son livre sur l'histoire des maths et de la physique.
D'ailleurs, il transforme le calcul tensoriel avec son lot de ijk indicés ou en exposant en dessin digne des grottes de Lascaux, pour n'en garder que la logique.

tim9.5 a écrit:

Bapak-Badak a écrit:
Exemple d'image trompeuse dont je parlais: Il est écrit que les photons sont de "petits corps"...  Bref on se les imagine comme des petites billes..  Mais non, en physique, ces particules sont sans masse, sans volume, sans dimension....

C'est la définition d'un point mathématique, non ? Ce que je veux dire par là c'est que je commence à comprendre que la géométrie est une très bonne porte d'entrée pour appréhender, visualiser la physique.

C'est clair que toute la physique, à mon avis, c'est de la géométrie (plus les expériences). Et c'est important de visualiser à mon avis aussi. Mais mathématiquement, une particule sans masse, sans volume,sans dimension, c'est un point. L'idée d'un petit corps ce n'est pas pareil. Mais c'est vrai que pour visualiser un point, on n'a pas le choix d'imaginer qu'il occupe un espace... Faut seulement distinguer l'image qu'on se fait pour les limites de ces images. C'est comme l'idée imagée de voir l'espace temps comme un drap déformé par une masse: c'est excellent, mais on sait aussi que l'espace temps n'est pas un drap pour autant...