Qu'est-ce que la mécanique quantique?
Le terme mécanique quantique (QM) désigne généralement une formulation mathématique de la théorie quantique. La mécanique quantique décrit et prédit souvent le mouvement et le comportement des particules aux niveaux atomique et subatomique. Ceux-ci incluent des particules telles que des atomes, des électrons, des protons et des photons. Selon la mécanique quantique, le comportement et le mouvement des particules à ces niveaux microscopiques sont contre-intuitifs et diffèrent radicalement de tout ce qui est observé dans la vie quotidienne. Cela nécessite une théorie comme la mécanique quantique afin de mieux expliquer ce monde différent.
Dans le monde macroscopique, les scientifiques classifient généralement deux types de phénomènes: les particules et les ondes. Les particules peuvent être considérées comme localisées, transportant une masse et de l'énergie dans leurs mouvements. Les ondes sont un type de phénomène qui n'est jamais localisé et n'a pas de masse, mais transporte néanmoins de l'énergie. Les particules du micro-monde examinées en mécanique quantique sont différentes de celles du macro-monde, car dans certaines situations, les particules peuvent agir comme des ondes, alors que, inversement, les ondes peuvent agir comme des particules. Selon la mécanique quantique, cela signifierait qu'au niveau quantique une pomme pourrait se comporter comme une onde, alors qu'une vague pourrait se comporter comme une pomme.
La mécanique quantique utilise l’unité quantique pour attribuer et mesurer grossièrement les quantités de propriétés physiques de ces particules. Les particules sont généralement mesurées en considérant la fonction d'onde enregistrée au moment de la mesure. Cependant, comme les particules peuvent se comporter comme des ondes, la localisation ou la vitesse simultanée d'une particule ne peut jamais être complètement déterminée.
Cette énigme apparente est connue sous le nom de principe d'incertitude de Heisenburg, qui stipule en d'autres termes que la position et la quantité de mouvement ne peuvent pas être mesurées avec précision simultanément. Ce n'est pas entièrement parce qu'il y a des limites à l'équipement de mesure ou à la capacité, mais parce que cette incertitude est supposée être inhérente aux particules elles-mêmes. La mécanique quantique est donc une théorie mathématique qui tente de calculer les probabilités en fonction de la fonction d'onde.
De nombreux scientifiques ne sont pas d'accord avec les postulats de la mécanique quantique. Albert Einstein était un scientifique qui critiquait parfois la théorie quantique, car elle était en conflit avec sa propre théorie. Ainsi, l'un des plus gros problèmes de la physique contemporaine est de créer une théorie qui unifierait les idées de la mécanique quantique avec celles de la théorie de la relativité générale d'Einstein. Des physiciens tels que Julian Barbour ont proposé des solutions novatrices à ce problème, affirmant en substance que si les humains considéraient que le temps lui-même n'existait pas, il n'y aurait pas d'obstacle à l'unification de la mécanique quantique et de la théorie de la relativité.