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LE DEVELOPPEMENT DE
LA MÉCANIQUE QUANTIQUE

La mécanique quantique est une théorie élaborée au début du 20 ème
siècle, qui a permis notamment de traiter des résultats expérimentaux, de
plus en plus nombreux, que la physique traditionnelle devenait incapable
de prévoir et d’expliquer dans le domaine de l’infiniment petit. Comme
l’a écrit le physicien Richard Feynman, "à très petite échelle, les objets ne
se comportent pas comme le sens commun peut l’imaginer. Ils ne se
comportent ni comme des ondes, ni comme des particules, ni comme
des nuages, ou des billes de billard, ni comme des poids placés sur des
ressorts, ni comme quoi que ce soit que vous ayez jamais vu". C'est pour-
quoi, pour expliquer ce comportement, il a fallu utiliser une théorie ad-hoc,
dans laquelle la plupart des grandeurs physiques, comme l’énergie par
exemple, n’ont pu prendre que des valeurs discrètes, et varier par sauts quan-
tifiés, d’où le nom de mécanique des quantas, ou mécanique quantique.

Les succès de la mécanique quantique ont été spectaculaires, et aucun
résultat expérimental ne s’est trouvé en contradiction avec ses prédictions.
Certes, lorsqu’il s’agissait de décrire le mouvement des objets dont la taille
était grande par rapport à celle des atomes, ne serait-ce que des microbes,
les effets quantiques étaient négligeables, et l’on pouvait continuer à utiliser
la mécanique classique. Mais celle-ci était incapable de rendre compte des
propriétés des atomes, ni d’expliquer pourquoi certains solides condui-
saient l’électricité, pourquoi certains corps étaient semi-conducteurs, et
d’autres étaient supraconducteurs. Des quanta avaient déjà été introduits
auparavant par certains physiciens, comme une astuce mathématique qui
leur permettait de faire coïncider telle ou telle formule avec leurs résultats
expérimentaux, mais aucun d’eux ne croyait que ces quanta puissent avoir
une réalité physique, utile dans d’autres conditions.
Le premier à prendre une telle voie, en 1900, fut Max Planck (1858-1947),
pour décrire le rayonnement d’un corps chauffé. Par exemple, lorsqu’un
morceau de fer était chauffé, il émettait une luminosité, d’abord rouge, puis
qui devenait de plus en plus blanche lorsqu’on augmentait sa température.

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