- Dates des cours : 13janv-20janv-27janv-3févr-10févr-17févr-10mars-17mars
- Heure de début du cours : 13:30
- Heure de fin du cours : 15:00
- Jour du cours : Mercredi
- Intervenant : Fahd JELILA
Fahd JELILA
Pourquoi la matière est-elle stable ? Comment la lumière peut-elle se comporter à la fois comme une onde et comme un ensemble de particules ? Qu’est-ce qu’une mesure en physique ? Le hasard est-il fondamental dans la nature ? Peut-on réellement parler d’univers multiples ?
La mécanique quantique est née de ces questions. Un siècle après sa formulation, elle demeure l’une des théories les plus puissantes, les plus fécondes et les plus déroutantes de toute l’histoire des sciences.
Ce cours propose une découverte progressive de la physique quantique à travers ses concepts fondamentaux, ses expériences fondatrices, ses paradoxes et ses développements les plus récents. Il s’adresse aussi bien aux personnes découvrant le sujet qu’aux scientifiques ou ingénieurs souhaitant approfondir leur compréhension d’une théorie qui a profondément transformé notre vision du monde.
La démarche retenue consiste à partir de la physique classique afin de comprendre pourquoi une nouvelle théorie a été nécessaire. Les notions de position, d’impulsion, d’énergie, de lois
de conservation et de systèmes en interaction seront rappelées avant d’introduire leurs homologues quantiques : observables, opérateurs et Hamiltonien. Une attention particulière
sera portée au principe de moindre action et à l’action de Maupertuis, qui constituent un fil conducteur remarquable entre mécanique classique et mécanique quantique.
Les grandes expériences historiques seront présentées dans leur contexte scientifique : rayonnement du corps noir, effet photoélectrique, modèle de Bohr, dualité onde-corpuscule,
effet Compton et naissance du concept moderne de photon. Ces expériences permettront de suivre le cheminement intellectuel qui conduisit à l’élaboration de la théorie quantique.
Le cours accordera également une place importante à l’histoire des idées et aux débats qui ont accompagné cette révolution scientifique. Les contributions de Planck, Einstein, Bohr,
Heisenberg, Schrödinger, Dirac et Feynman seront évoquées afin de montrer comment s’est construite notre compréhension actuelle du monde microscopique.
Parce que la mécanique quantique soulève des questions qui dépassent le cadre strict de la physique, certaines séances aborderont également ses implications philosophiques : nature de la réalité physique, rôle de l’observateur, statut du hasard, signification de la fonction d’onde.
Les principales interprétations de la théorie seront présentées, depuis l’école de Copenhague jusqu’à la théorie des états relatifs de Hugh Everett, souvent appelée interprétation des mondes multiples.
Le contenu du cours évolue également grâce aux échanges avec les participants. Les questions soulevées au fil des séances peuvent conduire à l’exploration de thèmes contemporains situés aux frontières de la recherche, comme certaines expériences récentes relatives à notre compréhension du temps ou de la mesure quantique.
Enfin, le cours s’ouvrira sur ce que le prix Nobel Alain Aspect appelle la « troisième révolution quantique ». Après avoir appris à maîtriser les atomes et les photons individuels, les physiciens exploitent aujourd’hui l’intrication quantique pour développer de nouvelles technologies : cryptographie quantique, capteurs ultra-sensibles, simulateurs quantiques et
ordinateurs quantiques. Ces développements, dont la France est l’un des acteurs majeurs, illustrent la vitalité exceptionnelle d’une théorie centenaire qui continue de transformer notre
rapport au réel.
L’objectif de ce cours est double : acquérir une compréhension solide des principes fondamentaux de la mécanique quantique et découvrir comment une théorie scientifique peut modifier à la fois notre connaissance de la nature, notre réflexion philosophique et les technologies de demain.
Fahd Salim JELILA : Docteur spécialité « Lasers et Matière » univ. Paris Sud Orsay. Professeur vacataire enseignement de mathématiques et de Physique à Nantes Université.
