Les sept merveilles de la mécanique quantique (épisode 3) : l'intégrale de chemin. 🚶‍♀️‍➡️

🔦 Poursuivons notre exploration des conséquences de la description ondulatoire de la matière. 

👉 Quand en physique classique les objets ont une position bien définie, ils suivent une trajectoire bien définie. 

👉En mécanique quantique, les particules peuvent être à plusieurs endroits à la fois donc elles peuvent aussi suivre plusieurs trajectoires à la fois.

👉L’illustration la plus spectaculaire de ce phénomène est celle de l’expérience de la double fente.

Dans cette expérience, on envoie des électrons sur un écran comportant seulement deux fentes par lesquelles ceux-ci peuvent passer. 

On peut montrer que même si l’électron semble passer par la fente A, sa trajectoire dépend du fait que la fente B soit ouverte ou fermée.

On interprète cela en disant que même si l’électron passe principalement par A, une partie de lui essaye aussi de passer par B et est donc sensible au fait que B soit ouverte ou fermée. 

👉Concrètement, si on envoie les électrons un par un :

On pourrait donc penser que chaque électron passe par une seule fente et forme deux bandes distinctes, comme des balles.

Mais non ! Même en envoyant les électrons un par un, un motif d'interférence apparaît avec le temps comme si chaque électron interférait avec lui-même.

👉Si on observe quelle fente l'électron traverse :

Dès qu’on place un détecteur pour savoir par quelle fente passe l'électron, le motif d’interférence disparaît.

On retrouve alors deux bandes simples, comme si l’électron « savait » qu’il était observé.

La magie de l'univers qui nous invite à l'humilité.