La physique

Un regard en profondeur sur la théorie quantique de Max Planck

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À la base de la physique moderne se trouve ce qu'on appelle la théorie quantique. Il explique le comportement de l'énergie et de la matière à différents niveaux atomiques - atomique et subatomique. La théorie quantique englobe le fonctionnement des domaines de la physique communément appelés physique quantique et mécanique quantique et offre un regard plutôt intéressant sur les fondements de la physique moderne.

Les débuts de la théorie quantique

La théorie quantique a été présentée pour la première fois au grand public en 1900, par un physicien nommé Max Planck. Il a présenté la théorie à la Société allemande de physique, en particulier en présentant les résultats d'une expérience qu'il avait faite en examinant la couleur du rayonnement des corps lumineux (pas les corps humains, les corps physiques).

Dans l'expérience, il a découvert que s'il supposait que l'énergie existait dans des unités individuelles similaires à la matière, il trouverait la réponse à la question originale posée dans son expérience. Penser l'énergie de cette manière était nouveau et permettait de quantifier facilement l'énergie. Ces unités d'énergie qu'il a pu quantifier ont été nommées quanta par Planck dans ses écrits sur l'expérience et les équations mathématiques ultérieures.

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L'équation qui a formé les débuts de la théorie quantique a démontré qu'à certains niveaux de température, l'énergie qui était libérée d'un corps lumineux existerait dans différentes zones du spectre de la couleur ou de la longueur d'onde. Planck a d'abord imaginé que sa découverte des quanta déclencherait la création d'une nouvelle théorie, mais ce qui s'est finalement passé, c'est qu'elle a complètement réécrit la compréhension de l'humanité des lois de la nature.

En 1918, Planck a remporté le prix Nobel pour sa découverte et ses recherches sur les quanta. Il est important de noter cependant que, bien que les recherches de Planck aient commencé à jeter les bases de la théorie quantique moderne, des dizaines à des centaines d'autres scientifiques ont travaillé dans les années précédant la mise en place de Planck pour faire cette découverte juste au point où il l'a fait. En regardant de plus près la chronologie, nous pouvons voir comment la théorie a progressé après la découverte.

La chronologie du développement de la théorie quantique

1900: Planck fait la découverte initiale, ou plutôt l'hypothèse, que l'énergie était constituée d'unités appelées quanta.

1905: Albert Einstein théorise cette énergie et le rayonnement pouvait être quantifié de la même manière que Planck avait théorisé les quanta.

1924: Louis de Broglie a d'abord proposé qu'il n'y avait pas de différence entre l'énergie et les particules dans sa théorie de la dualité onde-particule, également démontrée dans la célèbre expérience de la double fente.

1927: Un scientifique du nom de Werner Heisenberg a émis l'hypothèse que la mesure de deux valeurs complémentaires en même temps, comme le position et élan d'une particule subatomique donnée, serait impossible. Cela contraste fortement avec la physique traditionnelle et est devenu connu sous le nom de principe incertain.

Maintenant que nous avons examiné de plus près la chronologie du développement de la théorie quantique, examinons de plus près qui était exactement Max Planck.

Qui était Max Planck?

Né en avril 1858, Max Karl Ernst Ludwig Planck (tout à fait le nom) était un physicien théoricien qui était à l'origine de la théorie quantique, qui, comme nous l'avons discuté, lui a valu le prix Nobel de physique en 1918. Au cours de sa vie, il a apporté des contributions majeures au domaine de la physique théorique, mais la théorie quantique reste son plus grande réalisation.

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La théorie quantique aux mains de Planck a complètement révolutionné notre compréhension et notre conceptualisation des particules et processus quantiques. Cela pourrait être assimilé à la gravité de la théorie de la théorie de la relativité d'Alber Einstein qui a changé notre compréhension de l'espace et du temps.

La théorie quantique et la théorie de la relativité illustrent les fondements de toute la physique des années 1900, obligeant les chercheurs à repenser leur approche du monde qui les entoure.

Planck est décédé à l'âge de 89 ans en 1947 en Allemagne.

Interpréter la théorie quantique

Les principales méthodes d'interprétation de la théorie quantique sont connues sous le nom de Interprétation de Copenhague et le théorie des mondes multiples. La théorie de Copenhague propose qu'une particule est ce qu'elle est mesurée. En d'autres termes, si vous mesurez une particule comme une onde, c'est une onde. Cependant, il indique également que vous ne pouvez pas supposer qu'il a des propriétés spécifiques ou qu'il existe jusqu'à ce que vous le mesuriez. C'est une façon improvisée d'insister sur le fait que la réalité physique n'existe pas tant que vous ne l'avez pas observée. Cela conduit à l'idée de superposition, ce qui signifie qu'une particule ou un objet donné peut être à n'importe quel nombre d'endroits potentiels à la fois pendant la période où nous ne connaissons pas sa position ou ne l'observons pas.

La célèbre expérience de pensée du chat de Schrödinger est la parfaite exemplification de cette interprétation de la théorie quantique.

La théorie des mondes multiples ou la théorie des multivers. Cela indique que dès que le potentiel d'existence d'un objet se produit, l'univers se divise en une série d'univers parallèles où les deux états de cet objet existent. Cette théorie est à la base d'émissions de télévision comme Rick et Morty ou d'autres histoires de science-fiction populaires, mais en fin de compte, c'est une interprétation très réelle de la théorie quantique.

Stephen Hawking et Richard Feynman ont tous deux exprimé qu'ils préféraient le style d'interprétation de la théorie du multivers.

En fin de compte, la théorie quantique et les recherches de Planck ont ​​considérablement influencé le travail des physiciens et des chercheurs au cours des 100 dernières années. Cependant, les implications de la théorie quantique peuvent être un peu ahurissantes, même si Planck lui-même a hésité à y faire face pendant son temps. Les principes fondamentaux de la théorie, cependant, continuent d'être répétés et prouvés par des expériences ultérieures. La physique à bien des égards sera encore étoffée au siècle prochain, mais son fondement de la théorie quantique posé par Max Planck est susceptible de rester ici.


Voir la vidéo: La relation de Planck (Août 2022).