J'ai popularisé la physique quantique, mon domaine de recherche, Depuis de nombreuses années maintenant. Le grand public trouve le sujet passionnant et les couvertures de livres et de magazines évoquent souvent son mystère. Un certain nombre d'idées fausses ont surgi dans ce domaine de la physique et mon but ici est d'examiner les faits pour démystifier sept de ces mythes.

Ne t'inquiète pas, vous n'avez pas besoin d'en savoir beaucoup sur la physique quantique pour lire cet article. Je vais surtout expliquer ce que la physique quantique n'est pas, plutôt que ce que c'est…

1. "La physique quantique est une question d'incertitude"

Tort! La physique quantique est probablement la discipline scientifique la plus précise jamais conçue par l'humanité. Il peut prédire certaines propriétés avec une extrême précision, à 10 décimales, que des expériences ultérieures confirment exactement.

Ce mythe trouve son origine en partie dans le « principe d'incertitude » de Werner Heisenberg. Il a montré qu'il y a une limite à la précision avec laquelle deux quantités - par exemple la vitesse d'une particule et sa position - peuvent être mesurées simultanément. Lorsque la physique quantique est utilisée pour calculer d'autres quantités, comme l'énergie, ou la propriété magnétique des atomes, il étonne par sa précision.

2. "La physique quantique ne peut pas être visualisée."

La physique quantique décrit des objets souvent « étranges » et difficiles à mettre en images :fonctions d'onde, états superposés, amplitude de probabilité, nombres complexes pour n'en citer que quelques-uns. Les gens disent souvent qu'ils ne peuvent être compris qu'avec des équations et des symboles mathématiques. Et pourtant, nous, physiciens, nous en faisons toujours des représentations lorsque nous l'enseignons et le vulgarisons. Nous utilisons des graphiques, dessins, métaphores, projections et bien d'autres appareils. Ce qui est aussi bien, parce que les étudiants et même les physiciens quantiques chevronnés comme nous ont besoin d'une image mentale des objets manipulés. La partie litigieuse est l'exactitude de ces images, car il est difficile de représenter un objet quantique avec précision.

En collaboration avec des designers, illustrateurs et vidéastes, les La physique repensée l'équipe de recherche cherche à « dessiner » la physique quantique sous toutes ses formes :activités de repliement, romans graphiques, sculptures, animations 3D, et ainsi de suite.

3. "Même les scientifiques ne comprennent pas vraiment la physique quantique"

L'un des chefs de file dans le domaine, Richard Feynman lui-même a déclaré :« Je pense pouvoir affirmer en toute sécurité que personne ne comprend la mécanique quantique. » Mais il ajouta aussitôt :« Je vais vous dire à quoi ressemble la nature. Niels Bohr, l'un des pères fondateurs de la discipline, donne un bon résumé:"Ceux qui ne sont pas choqués lorsqu'ils découvrent la théorie quantique pour la première fois ne peuvent pas l'avoir comprise."

Les physiciens comprennent ce qu'ils font lorsqu'ils manipulent le formalisme quantique. Il leur suffit d'adapter leurs intuitions à ce nouveau domaine et à ses paradoxes inhérents.

4. "Quelques théoriciens brillants ont proposé le concept entier de la physique quantique"

Toute l'histoire de la physique quantique montre exactement le contraire :au tout début, les expériences en laboratoire ont donné des résultats inattendus, comme l'effet photoélectrique, rayonnement du corps noir, le spectre d'émission lumineuse des atomes. Ce n'est que plus tard que de brillants théoriciens sont entrés en scène, quand Albert Einstein, Max Planck, Niels Bohr et d'autres ont essayé de fournir des explications.

D'autres expériences fondamentales ont suivi, y compris les électrons qui rebondissent bizarrement sur le nickel, atomes d'argent étrangement déviés par un champ magnétique, un métal parfaitement conducteur à basse température et ainsi de suite. Des théories et des concepts émergent alors à nouveau :dualité, le spin ou la supraconductivité ont été introduits. Les échanges « aller-retour » hautement productifs entre la théorie et la pratique constituent le fondement de la physique. Les expériences viennent généralement en premier, sauf dans de très rares cas.

5. "Einstein était le pire ennemi de la physique quantique"

Le pauvre vieil Albert Einstein est souvent dépeint comme ayant été un adversaire virulent de la physique quantique, probablement à cause de sa célèbre citation, "Dieu ne joue pas aux dés avec l'univers." Pourtant, il n'était pas contre et en plus, il l'a créé ! En 1905, Einstein écrivit son article fondateur, « D'un point de vue heuristique concernant la production et la transformation de la lumière », basé sur les travaux de Max Planck. Dedans, il proposa que la lumière soit faite de petits, organismes individuels et quantifiés, appelés photons. C'est ce qui lui a valu le prix Nobel, En réalité, pas son travail sur la théorie de la relativité.

Einstein a probablement gagné cette réputation en raison de ses discussions avec Niels Bohr, notamment sur l'idée d'interprétation et de réalité quantique, car il n'acceptait pas le concept de non-localité. Plus tard, des expériences sur l'intrication et la violation du théorème de Bell lui donnèrent tort et montrèrent l'absence de variables cachées. Einstein a pleinement apprécié la pertinence de la physique quantique, il a juste eu quelques problèmes avec certaines de ses implications, surtout en ce qui concerne la localité.

6. "La physique quantique n'a pas d'utilité pratique"

La physique quantique est probablement la discipline la plus utile de la physique moderne :une fois que les physiciens ont compris comment la lumière, atomes et électrons travaillés, ils étaient capables de les manipuler. Laser, IRM dans les hôpitaux, LED, mémoire flash, disques durs – et surtout, le transistor et l'électronique – toutes ces technologies ont été inventées par des physiciens quantiques.

7. "La physique quantique pourrait expliquer certaines thérapies alternatives et d'autres mystères"

De nombreuses personnes qui croient aux phénomènes paranormaux et à certaines « thérapies » prétendent s'inspirer de la physique quantique. L'Indo-américain Deepak Chopra est l'un des plus célèbres partisans de cette approche. Il a développé une sorte de mysticisme quantique dans lequel une spiritualité pseudo-New Age trouve ses lettres de noblesse dans le jargon scientifique tel que "l'essence du corps quantique humain", « champ localisé d'énergie et d'information avec des boucles de rétroaction cybernétiques », et "l'harmonisation du corps de mécanique quantique". Il prétend alors établir des relations quantiques entre l'esprit, la conscience, la matière et l'univers. Les « thérapies quantiques » proposent également des protocoles de soins basés sur le corps vu comme « un champ vibratoire et énergétique », hébergent des "états vibrants" et des "biorésonances".

C'est malhonnête à deux titres. La première astuce consiste à utiliser des termes scientifiques pour mystifier la physique quantique, alors qu'en fait il n'y a pas de mystère. Les expériences en laboratoire et la vie quotidienne ont montré sa validité. D'autre part, aucun des phénomènes décrits par ces thérapies ou croyances n'a de fondement scientifique. Par dessus tout, les mots dénotent des significations très précises en physique quantique et ils sont entièrement abusés dans ces pseudo-sciences.

On peut trouver plus de tricherie lorsque les propriétés quantiques sont extrapolées à l'échelle humaine. Pour être absolument clair, les propriétés quantiques telles que la superposition d'états ou la quantification ne s'appliquent pas dans le monde vivant à l'échelle humaine. Le prix Nobel 2012 Serge Haroche l'a prouvé avec ses expériences. Lorsqu'un objet interagit trop avec son environnement et devient trop grand, ce n'est plus un objet quantique.

Cependant, Je ne voudrais pas juger ceux qui souhaitent tester cette approche, qui appartient au domaine de la croyance, pas scientifique. Chacun peut faire comme il veut, bien sûr. Je demanderais seulement aux gens de s'abstenir de prétendre qu'il a une quelconque base scientifique en physique quantique. Une telle affirmation est tout simplement fausse.

C'est ça! J'espère avoir réussi à démystifier un peu la physique quantique. À la fin, c'est comme n'importe quelle autre discipline scientifique.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.