Les sept merveilles de la mécanique quantique (épisode 2) 🌎

🙃 Continuons notre comparaison entre la mécanique classique et la mécanique quantique. 

👉 En mécanique classique on peut mesurer les propriétés des objets, par exemple la vitesse du ballon. On peut évidemment faire des erreurs de mesure (par exemple mesurer 133 km/h alors que la vraie valeur est 

132 km/h). Mais si on améliore la précision de notre instrument, on va se rapprocher de plus en plus de cette vraie valeur.

👉Comment çela se passe en mécanique quantique ? Imagine un électron qui aille à la fois à 1000 km/h et 2000 km/h. 

Je te rappelle qu’on note cela :

|électron> = |1000 km/h > + |2000 km/h >

👉Si on mesure la vitesse de cet électron, que va-t-on trouver ? 1000 km/h ? 2000 km/h ? Entre les deux ?

Ce que nous dit la mécanique quantique, c’est qu’on va trouver soit l’un, soit l’autre mais il n’existe aucun moyen de savoir à l’avance lequel des deux. 

Le résultat de la mesure est probabiliste. 

👉Même si on imagine refaire plusieurs fois l’expérience exactement de la même manière, on ne trouvera pas forcément le même résultat que la fois d’avant. 

En fait dans la situation que je décris, tu vas trouver 1000 km/h dans 50% des cas, et 2000 km/h dans 50% des autres.

👉On peut même avoir des variantes de cette situation où l’on mélange des états avec des proportions différentes, comme dans un cocktail. Par exemple on peut écrire le mélange suivant :

(1/4) | 1000 km/h > + (3/4) | 2000 km/h >

👉Ici l’électron est 3 fois plus dans l’état 2000 km/h que dans l’état 1000 km/h. Devine ? Cela modifie les probabilités lors des mesures. Avec un électron dans cet état, tu mesureras bien plus souvent 2000 km/h que 1000 km/h.

⁉️ Ce que je décris là est une révolution conceptuelle incroyable en physique. 

Les physiciens ont longtemps supposé que la nature était déterministe : si on refait deux fois exactement la même expérience (en principe), on retrouve deux fois le même résultat.

Si on connaît l’état d’un système à un instant donné, on peut (toujours en principe) prédire ce que sera le résultat d’une mesure. 

👉 En mécanique quantique, tout cela part en fumée : il existe un indéterminisme fondamental qui fait que les résultats des mesures dépendent du hasard, d’une manière impossible à prévoir.