Le chat de Schrödinger - explication simple
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L'un des chats imaginaires les plus célèbres ! Qui n'a jamais entendu parler du chat de Schrödinger ? Pour ceux qui ne connaissent pas, vous êtes au bon endroit, car sur PlaneteAnimal nous nous sommes éreintés pour trouver des sources diverses et variées afin de vous expliquer le plus simplement ce qu'est le chat de Schrödinger. Et pour ceux déjà familiers avec le concept, continuez votre car nous vous invitons à vous rafraîchir la mémoire sur ce chat chéri par Sheldon Cooper de Big Bang Theory. Dans la suite de l'article de PlaneteAnimal découvrez tout sur Le chat de Schrödinger - explication simple
Index
Erwin Schrödinger
Même s'il est utopique de penser pouvoir résumer la vie d'un homme en quelques lignes, il nous semble important de vous dresser un portrait rapide de l'homme qui a donné naissance au chat de Schrödinger.
C'est un physicien, philosophe ainsi que théoricien scientifique autrichien, il est né en 1887 à Erdberg à Vienne. Petit-fils d'un professeur de chimie dont il suivra dignement le chemin, en 1898 il entre à l'Akademisches Gymnasium et étudie sous la tutelle de Franz Serafin Exner et de Friedrich Hasenöhrl. En 1910, il obtient son doctorat de physique, l'époque le voulant, il est amené à faire la Première Guerre mondiale. Il s'est marié à Annemarie Bertel et est devenu la même année l'assistant de Max Wien. Il finit par être nommé professeur titulaire en 1921 à Breslau. En 1926, il publie un article qui le rend célèbre dans le monde de la physique, dans ce dernier, il crée ce que l'on appelle aujourd'hui l'équation de Schrödinger. En réponse au nazisme et à l'antisémitisme, il quitte l'Allemagne en 1933 et rentre ainsi à l'université d'Oxford où il reçoit le prix Nobel de Physique avec Paul Dirac.
En 1935, il crée l'expérience de Schrödinger dont nous parlerons plus tard qui lui permet de mettre en évidence la différence qui existe entre l'univers quantique et l'univers macroscopique. Après l'annexion de l'Autriche par Hitler, Schrödinger rencontre des problèmes dus à son opposition au nazisme, il publie ainsi une déclaration désavouant son opposition, chose qu'il regrettera par la suite. Il est renvoyé pour manque de fiabilité politique et reçoit l'ordre de ne pas quitter le pays, mais lui et sa femme ont réussi à s'enfuir pour l'Italie. Pays dans lequel ils ne sont pas restés longtemps et qui n'a été qu'un tremplin pour retourner à Oxford. Il finit par devenir professeur en Irlande où il reste en poste pendant plus de 17 ans, période durant laquelle il a publié plus de 50 articles sur des sujets divers et variés. Après une vie tumultueuse marquée par l'empreinte du génie et de la guerre, Erwin Schrödinger meurt des suites d'une tuberculose en 1961.
Pourquoi a-t-il proposé l'expérience du chat de Schrödinger ?
Schrödinger a proposé cette expérience afin de confronter les gens à ce que l’on appelle les paradoxes de la physique quantique. À son époque, sa branche en physique (la physique quantique) n’était pas réellement acceptée et une théorie posait problème, la superposition quantique.
Alors, qu’est-ce que la superposition quantique vous allez me demander ? Et vous avez bien raison.
Avant de vous expliquer ce qu’est la superposition quantique, il est essentiel que vous sachiez que la physique quantique (traitant seulement du monde de l’atome) est née seulement grâce aux maths et ne vit uniquement que grâce aux maths.
Chose expliquée, revenons à nos moutons, donc si ma mémoire ne flanche pas, nous étions en train de vous expliquer la théorie controversée de la superposition quantique, il existe des équations de probabilités très compliquées qui nous expliquent qu’un électron a X % de chance de se situer ici, qu’il a Y% de chance d’être là, Z% de chance d’être ici ou là. Et bien d’un point de vue mathématique, l’électron se trouve aux trois endroits en même temps et bien que mathématiquement ce soit possible, si on l’adapte à la vie réelle cela soulève bien des questions. Ce que voulait Erwin Schrödinger avec cette expérience était mettre à une échelle humaine les paradoxes qui peuvent habiter la physique quantique (monde de l'atome).
Nous vous invitons à continuer votre lecture de notre article Le chat de Schrödinger - explication simple afin de découvrir l'expérience du chat de Schrödinger !
Expérience du chat de Schrödinger
Le chat de Schrödinger est une expérience qui n’a JAMAIS été réalisée, c’est une expérience de la pensée proposée par Erwin Schrödinger en 1935. Erwin Schrödinger est l'un des piliers de la physique quantique et afin d’expliquer l'une des théories les plus controversées de la physique quantique, il a créé une expérience de pensée que l'on ne pourrait que résoudre en utilisant son imagination.
L’expérience que le physicien a imaginé est :
On enferme un chat dans une boîte close qui contient un dispositif qui, dès qu’il détecte la désintégration d’un atome d'un corps radioactif, casse une fiole de poison (l’important ici est de comprendre qu’il s’agit d’un événement totalement aléatoire et que même Einstein ne saurait calculer cette probabilité). Nous ne pouvons pas voir ce qui se passe à l'intérieur de la boîte si nous ne l'ouvrons pas. Le résultat est donc que le chat à l’intérieur de la boîte peut vivre ou mourir et nous ne pouvons pas savoir ce qui se passe à l’intérieur.
Tandis qu'à un état quantique, le chat est à la fois vivant et mort (c'est ce dont on a parlé précédemment avec la superposition quantique).
Ainsi Schrödinger a dit :
“ Je n’ai aucun moyen de savoir si le mécanisme s’est déclenché. Si mon chat était un objet quantique, je dirais qu’il est à la fois mort et vivant car selon la théorie de la superposition quantique, c’est tout à fait possible”.
Jusqu’à ce que l’on ouvre la boîte, le chat de Schrödinger, d’un point de vue quantique, est à la fois mort et vivant, plutôt sympa quand même les expériences de pensées, non ?
Il est essentiel de bien préciser que ni Schrödinger ni personne n’a jamais réalisé cette expérience et qu’il ne l’a créée qu’afin de souligner le paradoxe de la superposition quantique. De plus, la physique quantique ne peut pas être utilisée à notre échelle, elle ne peut être utilisée qu’à l'échelle de l’atome. Erwin Schrödinger a créé cette expérience afin de démontrer la fracture qui existe entre le monde quantique, où un objet peut être à plusieurs endroits à la fois, et le monde macroscopique que l’on pourrait qualifier de plus déterministe.
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