La physique

Idées fondantes offertes par la physique quantique

Idées fondantes offertes par la physique quantique


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La communauté scientifique a parcouru un long chemin dans la compréhension de notre Univers et de son fonctionnement. Pourtant, il y a encore beaucoup de choses que nous ne savons pas. Comme l'a dit Werner Heisenberg une fois si éloquemment, «non seulement l'univers est plus étrange que nous ne le pensons, mais il est plus étrange que nous. pouvez "Comment pouvons-nous donner un sens à notre Univers et à la nature de la réalité? Physique. Vous avez probablement suivi un cours de physique ou deux. Une façon de penser la physique est comme la science de l'Univers et de tout ce qu'il contient. En fait, le mot physique tire son nom du mot grec φύσις (phýsis), qui se traduit par «nature».

Avec la chimie et la biologie, la physique est une science dure qui utilise des prédictions testables, des hypothèses, des expériences, des mathématiques et de la modélisation. Quiconque étudie ou travaille dans une sous-catégorie du sujet est sûr de vous dire que le monde de la physique est passionnant. Cela nous aide à jeter un coup d'œil derrière le rideau de la réalité.

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Dans de nombreux domaines liés à la physique, tels que la physique des particules, l'astrophysique et la science de l'information quantique, plus nous en apprenons sur l'Univers, plus il semble devenir étranger. C'est peut-être pour cela que le genre de science-fiction occupe une place si particulière dans la culture moderne et parmi les physiciens. Aujourd'hui, nous allons examiner certaines des idées les plus étranges que propose le monde de la physique, à la fois des théories et des expériences de pensée.

1. Il pourrait y avoir des preuves d'un univers parallèle remontant dans le temps.

Plus tôt cette année, Internet est devenu fou avec des nouvelles de la découverte présumée par la NASA d'un univers parallèle où le temps s'écoule en arrière. Bien sûr, si vous avez appris quelque chose au cours des dernières années, c'est que vous devez prendre tout ce que vous voyez et entendez sur Internet avec un grain de sel. Donc, la prochaine question évidente; Est-ce vrai? La réponse courte est non. L'histoire était vraiment exagérée. En bref, les scientifiques de la NASA ont en fait trouvé des preuves de particules fondamentales susceptibles de modifier complètement notre compréhension actuelle de la physique. Ou, il pourrait simplement s'agir de particules interagissant avec la glace d'une manière inconnue.

Jouant avec l'idée de la première hypothèse, les signaux de particules ont été découverts lors d'une expérience en Antarctique. Alors que les chercheurs affirment qu'il n'y a aucune preuve de l'existence d'un univers parallèle où le temps recule, il est fascinant à considérer. Le fait que ce ne soit pas vrai ne rend pas l'idée moins intéressante. Si un tel univers parallèle existait, ce serait le contraire du nôtre, dans lequel le temps recule, où le positif est négatif, où la gauche est la droite, etc.

2. Les univers parallèles pourraient vraiment exister.

Sur la base de notre entrée précédente, nous devons noter que les scientifiques n'ont pas complètement écarté l'un des tropes préférés de la science-fiction. Et il y a des preuves en physique indiquant la possibilité d'univers parallèles. Essentiellement, un univers parallèle est exactement ce à quoi il ressemble, un univers qui existe à côté du nôtre, mais qui n'est pas détectable. Dans cet Univers, tout ou seulement quelques éléments peuvent être différents. Vous pourriez être un footballeur, un joueur professionnel, un écrivain célèbre ou un designer.

Nous ne savons pas avec certitude si l'univers est plat, sphérique ou hyperbolique (pour nommer les trois formes les plus probables). Si l'Univers est plat, cela pourrait impliquer qu'il pourrait potentiellement y avoir de nombreux univers, éventuellement infinis. Cependant, le plaisir ne s'arrête pas là. Le cosmologiste de l'Université Tufts Alexander Vilenkin pense que notre Univers n'est qu'une «bulle», faisant partie d'un réseau infini d'autres univers de bulles. Ce qui est encore plus fou, c'est de considérer que les lois de la physique pourraient fonctionner différemment dans ces univers alternatifs.

3. La dualité onde-particule n'est pas intuitive ... du tout.

Celui-ci nous fait nous gratter la tête. Selon le principe de la dualité des particules d'onde que l'on trouve en physique quantique, la matière et la lumière présentent les comportements des ondes et des particules, selon les circonstances. Les vagues peuvent présenter des propriétés semblables à des particules et les particules peuvent présenter des propriétés semblables à des vagues. En physique quantique, cela nous permet de faire des descriptions de matière et d'énergie basées sur des équations d'ondes centrées autour de la probabilité d'une particule. C'est l'une des nombreuses raisons pour lesquelles la recherche sur les accélérateurs de particules est si passionnante.

4. L'intrication quantique est effrayante.

Albert Einstein a appelé l'intrication quantique, «une action effrayante à distance», et vous êtes sur le point de découvrir pourquoi. En bref, l'intrication décrit le moment où les particules sont connectées de sorte que les actions effectuées sur l'une affectent l'autre même si elles sont séparées par de grandes distances. Dites, si vous aviez deux électrons intriqués. Appelons-les particules "A" et "B." Maintenant, disons que nous avons fait quelque chose qui a changé l'état de la particule A; cela amènerait la particule B à prendre l'état de particule A, quelle que soit la distance qui les sépare. Mais attendez, il y a plus. Ce changement d'état est censé se produire au moins 10,000 fois la vitesse de la lumière; presque instantanément. Les chercheurs ne savent pas exactement pourquoi cela se produit ou comment cela est possible, mais cela semble exister. Des chercheurs de l'Université de Glasgow ont pris une photo de ce phénomène, l'année dernière. Voyez, c'est effrayant.

5. Vous pourriez être Neo de Matrix.

La théorie de la simulation est un autre concept de physique amusant, surtout cette année. Avec toutes les choses étranges qui se passent dans le monde, il peut être réconfortant de penser que nous vivons dans une simulation. Initialement proposée par Nick Bostrom, la théorie de la simulation s'articule autour d'une hypothèse moderne qui remonte au 17e siècle, lorsque le philosophe René Descartes a suggéré quelque chose de similaire.

La théorie de la simulation suppose que nous vivons dans une construction numérique avancée, comme une simulation informatique, qu'une forme supérieure d'intelligence supervise. Pensez aux Sims ou à la matrice. Nick Bostrom décompose cette "expérience de pensée plus loin dans son article publié," Vivez-vous dans une simulation par ordinateur? "

Bostrom a suggéré que notre monde pourrait avoir été créé par des membres d'une civilisation «posthumaine» avancée avec une grande puissance de calcul qui ont choisi d'exécuter des simulations de leurs ancêtres.

L'argument de Bostrum est extrapolé à partir de l'observation des tendances actuelles de la technologie, y compris la montée de la réalité virtuelle et les efforts pour cartographier le cerveau humain. Après tout, s'il n'y a rien de surnaturel dans ce qui cause la conscience, un jour nous devrions être capables de la reproduire. Lorsque cela se produira, ce ne sera qu'un petit pas vers un monde post-humain.

Maintenant, vous voudrez peut-être vous asseoir pour cette partie suivante. Tout en effectuant des recherches sur la théorie des super cordes, le physicien théoricien Jim Gates a découvert une découverte potentielle choquante. Il prétend avoir découvert ce qui pourrait être décrit comme un code informatique dans les mathématiques qui sous-tendent notre monde, semblable aux sommes de contrôle qui font fonctionner Internet. Tout cela est encore très théorique, mais non moins choquant dans son potentiel. En fait, l'idée de la théorie de la simulation a tellement saisi le monde de la technologie qu'il y a déjà deux milliardaires de la technologie engageant secrètement des scientifiques pour travailler à nous sortir de la simulation.

Pour en savoir plus sur la théorie de la simulation, assurez-vous de vous arrêter ici.

6. Température quantique. Quoi?

La température quantique ressemble à une intrigue dans un film de science-fiction. Mais soyez patient. Imaginez un jour, vous et vos amis avez décidé de faire des biscuits. Vous obtenez et mélangez tous les ingrédients ensemble, placez enfin vos biscuits dans le four, en réglant la bonne température pour la cuisson. Cependant, lors de la vérification ultérieure de vos cookies, rien n'a changé et votre four est toujours à température ambiante. Ou peut-être que certains de vos cookies ont commencé à cuire, et d'autres pas. Que s'est-il passé? Soit vous avez besoin d'un nouveau four, soit vous traînez dans le monde quantique.

Dans le monde quantique, si vous n'avez pas déjà appris, les choses agissent étrangement. Normalement, la chaleur circule en douceur des points chauds aux points froids adjacents, réchauffant uniformément un objet ou une pièce. Pas dans le monde quantique. Les chercheurs ont découvert qu'ici la température se comporte de façon étrange. En utilisant du graphène, un matériau constitué d'une couche monocouche d'atomes de carbone, les chercheurs ont découvert que les électrons transportant la chaleur peuvent se déplacer par vagues, ce qui fait que certaines zones du graphène sont chaudes et que d'autres zones restent froides. Ils peuvent même contrôler ces ondes. Exploiter cet effet serait révolutionnaire.

7. L'effet zen quantique fera fondre votre cerveau.

Vous connaissez probablement le chat de Schrödinger. C'est fondamentalement un mème à ce stade. En bref, il s'agit d'une expérience de pensée où un chat est piégé dans une boîte avec une source radioactive qui a une probabilité égale de se décomposer ou de ne pas se décomposer en une heure. Si la matière radioactive se désintègre, cela déclenche un détecteur qui libère un poison qui tue le chat. La question est, comment pouvons-nous savoir si le chat est mort ou vivant après une heure? Ou, selon Schrödinger, "quand un système quantique cesse-t-il d'exister en tant que superposition d'états et devient-il l'un ou l'autre? "

En d'autres termes, jusqu'à ce que nous ouvrions réellement la boîte, le chat existe dans deux états simultanément. Au moment où nous jetons un coup d'œil, l'état est révélé. Rien de nouveau.

Cependant, si vous pouviez jeter un œil dans la boîte des milliers de fois par seconde pour garder un œil sur la matière radioactive, cela pourrait en fait modifier son comportement. En théorie, vous seriez en mesure de retarder ou d'accélérer la désintégration de la matière radioactive. Ceci est connu comme l'effet anti-Zeno quantique. Passez du temps à y réfléchir.

Peut-être ne sommes-nous pas censés comprendre pleinement notre Univers. Ou peut-être y a-t-il quelqu'un qui l'a déjà fait? Comme l'a écrit Douglas Adam, «il existe une théorie qui déclare que si jamais quelqu'un découvre exactement à quoi sert l'Univers et pourquoi il est ici, il disparaîtra instantanément et sera remplacé par quelque chose d'encore plus bizarre et inexplicable. Il existe une autre théorie qui déclare que cela s'est déjà produit. "

Quelle est votre théorie préférée en physique? Quelles idées vous époustouflent encore? Pour plus de sujets sur la physique ou le monde quantique, assurez-vous de vous arrêter ici.


Voir la vidéo: Physique Quantique pour les nuls (Juin 2022).


Commentaires:

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