Quantum Physics Books

Application Quantum Physics - La physique quantique est l'étude de la matière et de l'énergie au niveau le plus fondamental. Il vise à découvrir les propriétés et les comportements des éléments constitutifs mêmes de la nature.

Alors que de nombreuses expériences quantiques examinent de très petits objets, tels que les électrons et les photons, les phénomènes quantiques sont tout autour de nous, agissant à toutes les échelles. Cependant, nous ne pourrons peut-être pas les détecter facilement dans des objets plus grands. Cela peut donner la fausse impression que les phénomènes quantiques sont bizarres ou d'un autre monde. En fait, la science quantique comble les lacunes de nos connaissances en physique pour nous donner une image plus complète de notre vie quotidienne.

Les découvertes quantiques ont été intégrées à notre compréhension fondamentale des matériaux, de la chimie, de la biologie et de l'astronomie. Ces découvertes sont une ressource précieuse pour l'innovation, donnant naissance à des dispositifs tels que les lasers et les transistors, et permettant de réels progrès sur des technologies autrefois considérées comme purement spéculatives, telles que les ordinateurs quantiques. Les physiciens explorent le potentiel de la science quantique pour transformer notre vision de la gravité et de sa connexion à l'espace et au temps. La science quantique peut même révéler comment tout dans l'univers (ou dans plusieurs univers) est connecté à tout le reste à travers des dimensions supérieures que nos sens ne peuvent pas comprendre.

Qu'est-ce que la physique quantique ? En termes simples, c'est la physique qui explique comment tout fonctionne : la meilleure description que nous ayons de la nature des particules qui composent la matière et des forces avec lesquelles elles interagissent.

La physique quantique sous-tend le fonctionnement des atomes, et donc pourquoi la chimie et la biologie fonctionnent comme elles le font. Toi, moi et le poteau de la porte - à un certain niveau au moins, nous dansons tous sur l'air quantique. Si vous voulez expliquer comment les électrons se déplacent à travers une puce informatique, comment les photons de lumière se transforment en courant électrique dans un panneau solaire ou s'amplifient dans un laser, ou même simplement comment le soleil continue de brûler, vous devrez utiliser la physique quantique .

La difficulté – et, pour les physiciens, le plaisir – commence ici. Pour commencer, il n'y a pas de théorie quantique unique. Il y a la mécanique quantique, le cadre mathématique de base qui sous-tend tout cela, qui a été développé pour la première fois dans les années 1920 par Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger et d'autres. Il caractérise des choses simples telles que la façon dont la position ou la quantité de mouvement d'une seule particule ou d'un groupe de quelques particules change au fil du temps.

Mais pour comprendre comment les choses fonctionnent dans le monde réel, la mécanique quantique doit être combinée avec d'autres éléments de la physique - principalement la théorie de la relativité restreinte d'Albert Einstein, qui explique ce qui se passe lorsque les choses bougent très vite - pour créer ce que l'on appelle les théories quantiques des champs. .

Trois théories différentes des champs quantiques traitent de trois des quatre forces fondamentales par lesquelles la matière interagit : l'électromagnétisme, qui explique comment les atomes se tiennent ensemble ; la force nucléaire forte, qui explique la stabilité du noyau au cœur de l'atome ; et la force nucléaire faible, qui explique pourquoi certains atomes subissent une désintégration radioactive.

Au cours des cinq dernières décennies, ces trois théories ont été réunies dans une coalition délabrée connue sous le nom de «modèle standard» de la physique des particules. Malgré l'impression que ce modèle est légèrement maintenu avec du ruban adhésif, c'est l'image la plus précisément testée du fonctionnement de base de la matière qui ait jamais été conçue. Son couronnement est venu en 2012 avec la découverte du boson de Higgs, la particule qui donne leur masse à toutes les autres particules fondamentales, dont l'existence a été prédite sur la base des théories quantiques des champs dès 1964.

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