NOMBRES - Curiosités, théorie et usages

 

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Sommaire de cette page

>>> Années 1800

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>>> Années 1920

>>> Années 1930

>>> Années 1960

 

 

 

 

Quiconque n'est pas choqué par la mécanique quantique

ne la comprend pas.

Niels Bohr

Physique quantique: c'est un homme aveugle, dans une pièce sombre, qui cherche un chat noir qui n'existe pas.

 

1897 : découverte de l'électron par JJ Thomson qui a dit:

Un physicien renommé, présent à ma conférence, m'a rapporté après-coup qu'il pensait que je leur faisais une blague.

I was told long afterwards by a distinguished physicist who had been present at my lecture that he thought I had been pulling their leg.

 

Pères fondateurs de la physique quantique:

Niels Bohr,  Paul Dirac, Albert Einstein,

Werner Heisenberg, Max Planck, Erwin Schrödinger

(et d'autres à voir ci-après)

Voir Pensées & humour

 

 

 

 

Histoire de la

Mécanique /Physique Quantique

 

Mécanique quantique: étude des phénomènes physiques à l'échelle atomique et subatomique.

Physique quantique: à partir de  la mécanique quantique, description de phénomènes particuliers, comme les interactions fondamentales.

Voir Chronologie synthétique / DicoCulture

 

 

1859

KIRCHHOFF

Gustav

Allemand (Prusse)

(1824-1887)

*    Radiation du corps noir: l'énergie émise ne dépend que de la température et de la fréquence.

*    En électronique, auteur des lois de Kirchhoff sur le courant dans les circuits électriques.

1897

THOMSON

Joseph John

Anglais

(1856-1940)

*    Il prouve expérimentalement l'existence des électrons, qui avait été prédite par George Johnstone Stoney en 1874.

*    Il découvre les isotopes.

Voir Historique de la découverte des particules

 

1899

RUTHERFORD

Ernest

Néo-zélandais

(1871-1937)

*    Père de la physique nucléaire.

Découvre les rayonnements alpha et bêta.

*    Découvre que la radioactivité induit une désintégration des éléments chimique.

1900

BOLTZMANN

Ludwig

Autrichien

(1844-1906)

*    Père de la physique statistique.
Défenseur de l'existence des atomes.

*    Il introduit l'entropie et la définit en termes de probabilités.

1900

PLANCK

Max

Allemand

(1858-1947)

*    La théorie des ondes alors en vogue n'expliquait pas tous les résultats de ses expériences.

*    Pour Planck les atomes déchargeaient leur énergie en discrets bouquets qu'il appela des quanta.

1905

EINSTEIN

Albert

Suisse

(1879-1955)

*    Seul Einstein semble être le premier à avoir pris cette idée au sérieux. Il tente d'expliquer le mystérieux effet photoélectrique.

*    En adoptant le concept quantique de la lumière alors l'effet photoélectrique devenait logique. Idée jugée aberrante à l'époque.

*    Mais Einstein explique sa théorie de manière convaincante. Il publie sa théorie un peu après celle de la théorie de la relativité restreinte.

*    Il a le prix Nobel en 1921 pour cette théorie et non pour celle de la relativité

*    A l'origine de la théorie quantique, et considérant que c'est " la théorie la plus réussie de notre temps ", il n'acceptera pas la tournure probabilistique qu'elle prend : " Dieu ne joue pas aux dés "

 1913

BOHR

Niels

Danois

(1885-1962)

*    Modèle de l'atome.

*    C'est la structure de l'atome qui dicte le comportement des quanta de lumière. En utilisant le modèle planétaire de l'atome (Rutherford), il trouve qu'il y a des paliers autour du noyau de l'atome.

*    En sautant d'un palier à un autre inférieur, l'électron décharge un quantum d'énergie.

*    Prix Nobel en 1922 et son fils (Aage) en 1975

1913

BORN

Max

Alle. puis  Brit.

(1882-1970)

*    Associe le carré de la fonction d'onde à la densité de probabilité de présence.

*    Avec d'autres (Heisenberg et Jordan), développe la mécanique matricielle formulation équivalent à celle de l'équation de Schrödinger.

1924

De BROGLIE

Louis

Français

(1892-1987)

*    Il étend la notion d'onde-particule, qui avait été émise pour le photon par Einstein, à toutes les particules. Ainsi, toute particule, comme l’électron, doit être transportée par une onde dans laquelle elle est incorporée. Formule de la longueur d'onde: , h est la constante de Planck, m la masse et v la vitesse.

1925

PAULI

Wolfgang

Autrichien

(1900-1985)

*    Il découvre le spin du noyau.
Formulation du principe d'exclusion.
Le premier à postuler l'existence du neutrino

1925

JORDAN

Pascual

Allemand

(1902-1980)

*    Il contribue à la fondation de la mécanique quantique et de la théorie quantique des champs.

*    Il contribue au développement de la mécanique matricielle (algèbre de Jordan).

1926

BOSE

Satyendranath

Indien

(1894-1974)

*    Statistiques quantiques sur les photons.
Einstein l'étendra aux atomes et prévoit l'existence du condensat de Bose-Einstein.

*    C'est Dirac qui nommera la particule boson d'après son nom.

1926

SCHRÖDINGER

Erwin

Autrichien

(1887-1961)

*    Décrit les potentialités des particules dans une équation dite " fonction d'ondes ".

*    Fonction qui donne la probabilité de présence de la particule

*    L'onde ne s'écroule qu'en présence d'un événement extérieur - une expérience physique - qui interfère et matérialise la particule.

*    Prix Nobel en 1933.

  Suite >>>

 

École ou interprétation de Copenhague

C'est Niels Bohr qui dirige l'institut de physique où se rencontrent: 

Werner Heisenberg, Pascual Jordan, Max Born, Wolfgang Pauli.

Tentative d'interprétation cohérence de la mécanique quantique.

Pour l'infiniment petit, tout acte de mesure biais l'observation.

L'atome est à la fois onde et corpuscule. La mesure créé une réduction du paquet d'ondes.

Cette interprétation est toujours acceptée aujourd'hui.

Voir  Chat de Schrödinger

 

 

1927

HEISENBERG

Werner

Allemand

(1901-1976)

*    Le comportement insaisissable des particules subatomiques doit être traité comme une donnée permanente de l'étude de l'univers atomique : principe d'incertitude Heisenberg.

 

On ne peut connaître à la fois la position et la vitesse d'une particule.

 

*    Et même, dans son état primitif - en l'absence d'observation - une particule ne possède ni identité, ni programme spécifique. Cette particule existe dans " l'enfer des potentialités ".

*    Représentation matricielle de la mécanique quantique

*    Prix Nobel en 1932.

1928

DIRAC

Paul

Britannique

(1902-1984)

*    Père de la mécanique quantique mise en équations. Certains le qualifient de plus grand physicien britannique de tous les temps avec Isaac Newton.

*    Il a prévu l'existence de l'antimatière: positron

*    Équation de Dirac: équation relativiste décrivant l'électron incluant la notion de spin.

Einstein disait: his balancing on the dizzying path between genius and madness is awful. Sa bascule sur la voie étourdissante entre génie et folie est horrible.

 

 

Selon Norwood Russell Janson (1924-1967) – Article publié en 1980

 

La parution de la théorie relativiste des électrons de Paul Dirac en 1928 a été l’un des événements les plus marquants de l’histoire des sciences:

 

Theoretical physics has rarely witnessed such a powerful unification of concepts, data, theories and intuitions:

*      Newton and Universal Gravitation;

*      Maxwell and Electrodynamics;

*      Einstein and Special Relativity;

*      Bohr and the hydrogen atom;

These are the high spots before Dirac. From a chaos of apparently unrelated facts and ideas, Newton in his way, and now Dirac in his, built a logically powerful and conceptually beautiful physical theory.

The Concept of the Positron, Cambridge, 1963; p. 146

La physique a rarement vu une unification aussi puissante de concepts, de données, de théories et d’intuitions:

*      Newton et la Gravitation universelle;

*      Maxwell et l’Électrodynamique;

*      Einstein et la Relativité restreinte;

*      Bohr et l’atome d’hydrogène;

Ce sont les grands éclairs avant Dirac. D’un chaos apparemment sans relation de faits et d’idées, Newton à sa manière, et maintenant Dirac à la sienne, ont construit une théorie physique logiquement solide et conceptuellement pleine de beauté]

D'après un article d' Agora Vox – 20/10/2104

 

1932

CHADWICK

James

Britannique

(1891-1974)

*    Identifie le neutron au Cavendish Laboratory à Cambridge.

1932

FERMI

Henrico

Italo-américain

(1901-1954)

*    Il rédige un article sur la radioactivité . Deux ans plus tard, il y ajoute une particule, postulée par Pauli, qu'il nomme le neutrino.

*    Il imagine la création d'isotopes radioactifs artificiels par bombardement de neutrons lents.

1939

PAULING

Linus

Américain (E.-U.)

(1901-1994)

*    Un des premiers chimistes quantiques: concept d'hybridation des orbitales atomiques.
Il publie: La Nature de la liaison chimique.

*    En biologie, il ne passe pas loin de la découverte de la double hélice de l'ADN.

1948

FEYNMAN

Richard

Américain (E.-U.)

(1918-1988)

*    Diagramme de Feynman pour réaliser les calculs de diffusion en théorie quantique des champs.

*    Formulation lagrangienne de l'électrodynamique quantique

*    Avec Murray Gell-Mann, il propose une nouvelle formulation des interactions faibles.

 

1961

Gell-Mann

Murray

Américain

(1929-)

et Ne'eman

Yuval

Israélien

*    Ces deux physiciens proposent une nouvelle classification des particules  qu'ils appellent: Eightfold Way, la voie octuple en référence à la philosophie bouddhiste.

*    Les hadrons étaient situés dans un hexagone: six aux sommets et deux au centre.

1962

Zweig George

Russe

1937-

*    À l'époque on pensait qu'il n'existait que trois particules fondamentales: proton, neutron et lambda. Théorie de Sakata (1956) rivale de celle de la voie octuple.

*    Zweig étudie la désintégration des mésons. Il s'appuie sur les travaux déjà réalisés sur la symétrie SU(3). Il découvre que deux ou trois particules de base pourraient expliquer la structure des hadrons.

1964

Gell-Mann

Murray

*    Indépendamment Gell-Mann atteint la même conclusion. Sur la base de la même idée de symétrie SU(3), il propose trois constituants ayant des charges électriques fractionnaires par rapport à celle de l'électron.

*    Le nom de quark donné à ces particules élémentaires est en référence au roman Finnegans Wake de James Joyce et tout particulièrement à la phrase: three quarks for Mister Mark.

*    Gell-Mann est le père de "l'étrangeté". Pour toutes ces contributions il obtint le prix Nobel en 1969.

 

 

 

 

Suite

*    Physique quantique

*    Savants du XIXe siècle

Voir

*    Constante de structure fine

*    Gravitation

*    Hilbert

*    Le modèle standard - particules

*    Physique quantique

*    Relativité

Site

*    Outre Wikipédia

*    A history of Quantum MechanicsMacTutor

*    Famous physicists – Galerie de portrait et détails pour chacun

Livre

*      Histoire de la physique moderne – Michel Biezunski – La Découverte – 1993 – Abordable par tous.

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