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La Quantique
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La physique Quantique

Au coeur des supras

La physique quantique peut s’observer avec des outils comme ce microscope à effet tunnel , crédits CNRS Photothèque / Hubert RAGUETInventée par quelques jeunes physiciens européens au début du XXème siècle, comme Einstein, Bohr ou Schrödinger, la physique quantique permet de décrire le comportement des objets tout petits, à l’échelle du nanomètre (un milliardième de mètre) comme les atomes, les électrons ou encore les photons qui composent la lumière. Elle a souvent la réputation d’être difficile à comprendre et pleine de paradoxes étranges. Pourtant, elle n’est pas si éloignée de notre vie quotidienne : elle permet de comprendre la couleur des objets, leurs propriétés thermiques, électriques, ou chimiques. Cette théorie a de plus permis d’inventer de nombreuses technologies qui nous sont bien utiles : les transistors et l’électronique, les lasers, l’imagerie médicale, etc.

La quantique nous oblige à changer de point de vue à l’échelle atomique : un objet, comme un électron par exemple, est aussi une onde. Ses propriétés comme son énergie ou son aimantation sont quantifiées : elles ne peuvent plus prendre n’importe quelle valeur, un peu comme une voiture qui ne pourrait aller qu’à certaines vitesses, 25 km/h, 50 km/h, 100 km/h …

La mesure d’un objet quantique est là aussi inhabituelle :  elle influe sur l’objet mesuré, et satisfait un principe d’incertitude. Enfin, un objet quantique, parce qu’il est aussi une onde, a des propriétés étonnantes, comme l’effet tunnel.

Toutes ces étrangetés quantiques ne s’appliquent bien sûr pas à grande échelle, et un homme ou ordinateur ne sont pas des ondes ! Mais même pour comprendre les propriétés de « gros » objets, il faut souvent en passer par la quantique, car elle permet de comprendre le comportement des atomes qui les composent, en particulier dans les solides. C’est justement le cas pour les supraconducteurs, un des plus beaux exemples de manifestation directe des lois du monde quantique sous nos yeux .

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