Les secrets de la Physique Quantique - Hors-série n°9 de Science et Univers

L’UNIVERS QUANTIQUE : INTRODUCTION GÉNÉRALE par Sébastien Abbondanza
Depuis son apparition au début du 20e siècle, la physique quantique fascine par ses aspects non conventionnels et par ses innombrables domaines d’application. Façonnée par les plus grands esprits depuis lors, elle n’a de cesse d’ouvrir des voies prometteuses, tant sur le plan scientifique que philosophique. Si elle joue aujourd’hui un rôle prépondérant dans la recherche, elle est également indispensable pour l’équilibre de nos sociétés modernes. Mais quelles ont été les grandes découvertes qui ont fait avancer cette science de l’impossible et l’ont inscrite dans nos quotidiens ?

LES APPLICATIONS CONCRÈTES DE LA PHYSIQUE QUANTIQUE par Gérard Le Courtois
La physique quantique, avec ses applications technologiques, est un domaine en plein essor. Une recherche qui touche de nombreux secteurs : nucléaire, biotechnologie, neurosciences, informatique, espace... Sans avoir la prétention d’expliquer la mécanique quantique – car cette science donne encore beaucoup de fil à retordre à notre entendement – nous avons choisi de faire le point sur ses conséquences directes, ou indirectes, dans notre quotidien.

INTERVIEW : GUY LOUIS-GAVET Propos recueillis par Raymond Sérini
La physique quantique heurte le sens commun à plusieurs égards. Sa description du monde microscopique, radicalement nouvelle, s’appuie sur de nouveaux postulats. L’auteur Guy Louis-Gavet, docteur ès sciences en mathématiques et informatique de gestion, propose dans son ouvrage paru aux éditions Eyrolles de mieux appréhender
ce thème très à la mode depuis quelques années, mais qui demeure néanmoins particulièrement complexe pour le profane.

BOSON DE HIGGS : LA PARTICULE DE DIEU ? Sébastien Abbondanza
Au coeur de la science des particules, les recherches ont mené les scientifiques à considérer de nouvelles hypothèses. Le Modèle standard en effet, bien que puissant, ne suffit pas à expliquer ce que les expériences ont mis en lumière. Fort de son caractère unique, l’audace probabiliste tendait à considérer l’existence d’une particule scalaire qui permettrait de conférer une masse aux bosons de jauge et aux fermions. Celle-ci allait trouver un fondement lors de l’observation du boson de Higgs, effectuée le 4 juillet 2012 au LHC de Genève, révolutionnant ainsi le monde de la physique. Mais quels sont les secrets de cette particule encore hypothétique ?

LA PHYSIQUE QUANTIQUE POUR EXPLIQUER LE PHÉNOMÈNE DE NDE ? Luc Ribard
Phénomène pour le moins intrigant, les expériences de mort imminente (NDE, pour Near Death Experience) font régulièrement l’objet d’études poussées, qui tentent de mieux comprendre les mécanismes physiologiques et/ou psychologiques en jeu. Pour autant, les chercheurs ne sont pas parvenus jusqu’à présent à établir un consensus scientifique sur le sujet. Aujourd’hui, une nouvelle hypothèse fort pertinente tente d’expliquer ces étranges voyages aux frontières de la mort… via la physique quantique !

L’UNIVERS QUANTIQUE : ORDRE OU CHAOS ? Luc Ribard
Tandis que pour certains chercheurs, les équations de la mécanique quantique décrivent le monde de l’infiniment petit comme soumis à l’aléatoire et aux probabilités, d’autres théoriciens estiment au contraire que derrière le chaos apparent de l’univers quantique se cache en réalité un ordre parfait, que les chercheurs du 21e siècle doivent encore traduire en formules mathématiques.

LES DERNIÈRES AVANCÉES DE LA PHYSIQUE QUANTIQUE par Émilie Roques
Les recherches en physique quantique sont multiples et progressent à un rythme soutenu. Des communications sécurisées grâce à la cryptographie quantique à la découverte de nouvelles particules, en passant par le développement d’ordinateurs quantiques dont la puissance de calcul permettra un jour de résoudre les plus grandes énigmes scientifiques, la
physique quantique s’impose aujourd’hui comme une discipline majeure, susceptible de profondément bouleverser notre conception du monde. Quelles ont été les dernières avancées cruciales en ce domaine ?

ÉDITO
La physique quantique dévoile un monde étonnamment complexe, composé d’atomes et de particules élémentaires, nommées bosons, photons, muons ou encore neutrinos. Complexe, parce qu’une fois plongés dans l’infiniment petit, les repères qui sont si cohérents à notre échelle perdent toute signification. Les lois physiques de notre réalité macroscopique n’ont plus aucun sens ; la certitude est remplacée par les probabilités ! Ainsi, le monde quantique échappe à toutes nos tentatives de le délimiter dans une zone précise de l’espace : lorsqu’on essaie de mesurer la position d’une particule avec une grande précision, l’information sur sa vitesse est incertaine. Et inversement, lorsqu’on veut connaître sa vitesse avec une précision accrue, sa position devient floue... De même, une fois franchies les frontières du monde atomique, la lumière peut être à la fois une onde et une particule. Autre étrangeté : si deux particules ont été intriquées, le changement d’état quantique de l’une entraînera instantanément un changement similaire chez l’autre, même si les deux particules sont séparées par des années-lumière de distance ! Et que penser de la téléportation de photons, phénomène digne d’un film de science-fiction, mais pourtant bien réel ? Malgré ces propriétés pour le moins difficiles à appréhender, la recherche en physique quantique est riche en applications dans de nombreux domaines, de l’informatique au laser, de l’optique à la médecine, des biotechnologies aux neurosciences… Les équations de la théorie quantique pourraient même constituer la clé pour percer les mystères de l’univers et les secrets de la matière. Bref, de quoi en apprendre beaucoup sur nos origines !
Bonne lecture, Guillaume Ducrot Rédacteur en chef