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Théorie en 30 secondes
48 g Notions essentielles
Plus nous déterminons
avec précision la
position d’une particule
quantique, moins nous
pouvons en apprendre
sur son impulsion
(et vice versa).
TEXTE EN 30 SECONDES
Frank Close
BIOGRAPHIES EN 3 SECONDES
ERWIN SCHRÖDINGER
1887-1961
Physicien autrichien qui a créé
une équation non relativiste
pour la mécanique quantique
ainsi que l’équation tenant
compte de la relativité.
WERNER HEISENBERG
1901–1976
Physicien théoricien allemand
qui a énoncé le principe
d’indétermination.
THÉORIES LIÉES
Voir aussi
L’ÉQUATION DE SCHRÖDINGER
page 42
L’ÉQUATION DE DIRAC
page 60
LES DIAGRAMMES DE FEYNMAN
page 70
RÉFLEXION EN 3 MINUTES
Le principe d’indétermination explique pourquoi
les accélérateurs de
particules, tel le Grand
collisionneur de hadrons,
sont aussi vastes. Afin de
traiter des distances mille
fois plus courtes que la
taille d’un proton, il faut
des faisceaux de particules
dont l’énergie est des
trillions de fois plus
importante que celle des
particules à la température
ambiante. Il est donc
nécessaire d’avoir
d’énormes accélérateurs
pour énergiser les
faisceaux à de tels
extrêmes.
CONDENSÉ EN 3 SECONDES
Les particules sont comme
des politiciens : plus on
tente de les épingler, plus
vite elles changent de
position.
En 1927, le physicien théoricien
allemand Werner Heisenberg a élaboré son
principe d’indétermination, aussi appelé principe
d’incertitude, une propriété fondamentale des
systèmes quantiques. Ce principe stipule qu’il
est impossible de mesurer simultanément et
avec exactitude certaines paires de propriétés
physiques (les variables complémentaires) d’un
atome ou d’une particule — sa position et son
impulsion, par exemple — ou d’être certain de
son énergie à un moment précis. Plus la mesure
d’une quantité donnée est précise, moins la
mesure de l’autre élément de la paire l’est.
L’effet de ce phénomène est si minime que l’on
peut l’ignorer dans notre quotidien, mais il est
considérable pour les particules subatomiques
et il est à la base de la mécanique quantique,
qui décrit le mouvement et la dynamique des
atomes. Cette indétermination est une limite
intrinsèque de notre capacité à mesurer des
phénomènes naturels à de courtes distances ;
elle est une propriété fondamentale de la
théorie quantique, pas simplement une lacune
de l’appareil de mesure. En conséquence,
l’énergie totale d’une particule peut fluctuer
dans une certaine mesure (E) pendant une
courte période (t), pourvu que le produit de E et
de t n’excède pas la constante de Planck divisée
par 4 p. Ainsi, la loi de conservation de l’énergie
peut être contournée pour de très courtes
périodes.
LE PRINCIPE
D’INDÉTERMINATION
D’HEISENBERG
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14-05-06 12:54
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Théorie en 30 secondes
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Plus nous déterminons
avec précision la
position d’une particule
quantique, moins nous
pouvons en apprendre
sur son impulsion
(et vice versa).
TEXTE EN 30 SECONDES
Frank Close
BIOGRAPHIES EN 3 SECONDES
ERWIN SCHRÖDINGER
1887-1961
Physicien autrichien qui a créé
une équation non relativiste
pour la mécanique quantique
ainsi que l’équation tenant
compte de la relativité.
WERNER HEISENBERG
1901–1976
Physicien théoricien allemand
qui a énoncé le principe
d’indétermination.
THÉORIES LIÉES
Voir aussi
L’ÉQUATION DE SCHRÖDINGER
page 42
L’ÉQUATION DE DIRAC
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LES DIAGRAMMES DE FEYNMAN
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RÉFLEXION EN 3 MINUTES
Le principe d’indétermination explique pourquoi
les accélérateurs de
particules, tel le Grand
collisionneur de hadrons,
sont aussi vastes. Afin de
traiter des distances mille
fois plus courtes que la
taille d’un proton, il faut
des faisceaux de particules
dont l’énergie est des
trillions de fois plus
importante que celle des
particules à la température
ambiante. Il est donc
nécessaire d’avoir
d’énormes accélérateurs
pour énergiser les
faisceaux à de tels
extrêmes.
CONDENSÉ EN 3 SECONDES
Les particules sont comme
des politiciens : plus on
tente de les épingler, plus
vite elles changent de
position.
En 1927, le physicien théoricien
allemand Werner Heisenberg a élaboré son
principe d’indétermination, aussi appelé principe
d’incertitude, une propriété fondamentale des
systèmes quantiques. Ce principe stipule qu’il
est impossible de mesurer simultanément et
avec exactitude certaines paires de propriétés
physiques (les variables complémentaires) d’un
atome ou d’une particule — sa position et son
impulsion, par exemple — ou d’être certain de
son énergie à un moment précis. Plus la mesure
d’une quantité donnée est précise, moins la
mesure de l’autre élément de la paire l’est.
L’effet de ce phénomène est si minime que l’on
peut l’ignorer dans notre quotidien, mais il est
considérable pour les particules subatomiques
et il est à la base de la mécanique quantique,
qui décrit le mouvement et la dynamique des
atomes. Cette indétermination est une limite
intrinsèque de notre capacité à mesurer des
phénomènes naturels à de courtes distances ;
elle est une propriété fondamentale de la
théorie quantique, pas simplement une lacune
de l’appareil de mesure. En conséquence,
l’énergie totale d’une particule peut fluctuer
dans une certaine mesure (E) pendant une
courte période (t), pourvu que le produit de E et
de t n’excède pas la constante de Planck divisée
par 4 p. Ainsi, la loi de conservation de l’énergie
peut être contournée pour de très courtes
périodes.
LE PRINCIPE
D’INDÉTERMINATION
D’HEISENBERG
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