En 1900, le Dr Max Planck a introduit un nombre mystérieux dans le monde de la physique. Ce nombre, maintenant connu sous le nom de Constante de Planck , deviendrait la pierre angulaire de la mécanique quantique et contribuerait éventuellement à sauver la situation dans une série populaire de Netflix. Mais qu'est-ce que la constante de Planck exactement, et pourquoi est-elle si cruciale ?
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La mécanique quantique traite des minuscules particules qui composent notre univers et des interactions entre elles. La constante de Planck est essentielle pour définir le comportement de ces particules.
Mais pour vraiment apprécier son importance, nous devons d'abord comprendre la différence entre la mécanique classique, qui décrit le mouvement des objets du quotidien, et la mécanique quantique, qui plonge profondément dans l'échelle microscopique de l'univers.
Cette branche de la physique, décrite par Sir Isaac Newton à la fin des années 1600, traite du monde observable, expliquant comment les pommes tombent des arbres et comment les planètes tournent autour des étoiles. Si nous considérons l'énergie comme de l'eau, alors en mécanique classique, nous pouvons verser n'importe quelle quantité d'eau en continu.
Entrez dans le royaume du bizarre et de l’inattendu ! En mécanique quantique, l’énergie se comporte un peu différemment. Au lieu de verser de l'eau en continu, c'est comme ajouter des morceaux de sucre dans une tasse à café. On peut ajouter un, deux ou trois morceaux de sucre, mais pas la moitié ou le quart.
Cette nature discrète de l'énergie est un concept fondamental de la théorie quantique, et c'est là qu'intervient la constante de Planck.
La constante de Planck définit la quantité d'énergie qu'un photon (une particule de lumière) peut transporter, en fonction de la fréquence de son onde électromagnétique. Cette relation entre l'énergie photonique et le rayonnement électromagnétique est cruciale pour comprendre des phénomènes tels que l'effet photoélectrique.
Le rayonnement électromagnétique et les particules élémentaires "présentent intrinsèquement à la fois les propriétés des particules et des ondes", explique par courrier électronique Fred Cooper, professeur externe à l'Institut de Santa Fe, un centre de recherche indépendant du Nouveau-Mexique.
"La constante fondamentale qui relie ces deux aspects de ces entités est la constante de Planck", dit-il. "L'énergie électromagnétique ne peut pas être transférée en continu mais est transférée par des photons de lumière discrets dont l'énergie E est donnée par E =hf, où h est la constante de Planck et f est la fréquence de la lumière."
L'un des aspects intéressants de la constante de Planck est que sa valeur a légèrement changé au fil du temps. Bien que ces minuscules ajustements n’empêchent pas la Terre de tourner, un écart significatif de sa valeur pourrait conduire à un univers où les atomes seraient plus gros que les étoiles. Tu parles d'un bouleversement cosmique !
Et pour les amateurs de quiz, la taille d'un kilogramme dépend désormais de la constante de Planck. Oui, cette petite constante physique fondamentale joue un rôle dans la définition du poids.
Si vous êtes un mordu de "Stranger Things", vous vous souviendrez peut-être d'une scène de la troisième saison impliquant la constante de Planck. Mais il y a un twist ! Les showrunners ont utilisé la valeur de 2014 pour la constante de Planck au lieu de celle de 1985, un petit contretemps dans leur attention méticuleuse aux détails.
Cet article a été mis à jour en collaboration avec la technologie de l'IA, puis vérifié et édité par un éditeur HowStuffWorks.
