Introduction à la mécanique quantique - Le grand chambardement de la physique classique (drame en six actes)

Les découvertes faites au début de ce siècle ont provoqué l'abandon des fondements théoriques de la physique et de la mécanique classiques. Cette révolution scientifique est racontée comme un drame en six actes, au cours duquel, on rappellera d'abord l'ancienne dyarchie, quand l'onde régnait sur le rayonnement et la particule sur la matière ; ensuite comment ce partage fut remis en cause, quand l'étude des interactions entre matière et rayonnement fut réellement entreprise ; comment la lutte devint alors sans merci ; comment Planck en 1900 et Einstein en 1905 firent passer la lumière dans le camp de la particule, tandis que de Broglie, en 1923, faisait passer la matière dans le camp de l'onde ; comment donc vers 1925, personne n'y comprenait plus rien. On montrera ensuite comment la matière et le rayonnement se découvrirent enfin de même nature et enfants du même sang ; comment cette commune nature n'était ni particule ni onde ; comment enfin cette paix sans vainqueur nous révéla une étrange image du monde. Prologue. Panorama de la physique classique. La scène : l'espace et le temps. Les acteurs : matière et rayonnement. Le programme : l'explication en physique. Un drame en six actes. Acte I. La lumière en miettes. Le rayonnement du corps noir. L'effet photoélectrique. L'effet Compton. Le paradoxe de Boltzmann. Acte II. Au coeur de l'atome : les nombres. Le modèle de Bohr. Les développements du modèle. Les nombres quantiques et le modèle vectoriel de l'atome. Acte III. Ondes ou particules ? Le procès du modèle de Bohr. L'électro-onde. Le dualisme onde-particule. Acte IV. Ni ondes, ni particules ! Une lame pour couper la lumière. L'interféromètre de Michelson. Le cristal de tourmaline. Les fentes de Young. Des voyageurs sans chemin. Des caractères incompatibles. Acte V. Gestation. La mécanique classique. La quantification des invariants adiabatiques. Le principe de correspondance. La mécanique des matrices. La mécanique ondulatoire. Acte VI. Naissance. La recherche du référent. Le long déshabillage de la matière. La méthode : le codage mathématique. Le codage des états. Le codage des grandeurs physiques. L'équation de Schrödinger. Le décodage et la mesure. Épilogue