Physique quantique, le guide de référence

Couverture
Page de titre
Introduction
En quoi ce livre est différent
Comment est-il organisé ?
Petits plus
Remerciements
Partie 1. Physique classique et physique quantique
1. Le quantum de la physique quantique
Qu'est-ce que la physique ?
Comprendre, prédire et appliquer
Théorie, expérience et expérience de pensée
Le processus de la physique
L'échelle quantique
Quoi de neuf ?
Granularité intrinsèque
Incohérences logiques
Incertitude inhérente
Mesures interactives
2. Mécanique pré-quantique
Les forces que nous subissons
La loi universelle de gravitation
Champs de force et énergie potentielle
Déterminisme causal et prédictif
Le principe de certitude classique
Les lois de conservation
3. Matière et lumière
Les corpuscules de lumière de Newton
L'expérience des fentes de Young
Les équations de Maxwell
Le spectre électromagnétique
Une pointe de thermodynamique
4. Théories atomiste et atomique
L'indivisible atome
Cristallographie aux rayons X
L'atome divisible ?
Le modèle du "plum pudding"
Le modèle nucléaire
La fin de la physique ?
Partie 2. Postulats quantiques
5. La constante de Planck
La catastrophe ultraviolette
Catastrophe évitée
Les hypothèses de Planck
Trombones, trompettes et triples
La quantification de l'énergie
6. La théorie quantique de la lumière
Maxwell se plante à nouveau
Quanta de lumière heuristiques
Le photon
L'effet Compton
Dualité onde-particule, première prise
7. Quantifier l'atome
L'atome revisité
La spirale atomique
Mystérieuses raies spectrales
Le modèle de Bohr
Les postulats de Bohr
Combler les failles
L'hydrogèn expliqué
Le tableau périodique
Les ondes stationnaires
Partie 3. Mécanique quantique
8. Les ondes de matière
L'humble électron
La relation radicale de Louis de Broglie
L'expérience Davisson-Germer
Pluton, protons et pommes de terre
Nouvelle vérification de la dualité onde-corpuscule
Réduction à double fente
9. Fonction d'onde quantique
Les ondes quantiques
Le rôle de la probabilité
Le principe d'incertitude de Heisenberg
Paires intriquées
Incertitude dans le monde macroscopique
La fin du détermnisme
10. Mécanique ondulatoire quantique
L'équation de Schrödinger
Fonction d'onde et équation d'onde
Résolution de l'équation de Schrödinger
Fonctions propres, valeurs propres et quantification
Probabilité et valeurs moyennes
La mécanique matricielle de Heisenberg
11. Illustrations des fonctions d'onde
La particule libre
La particule dans une boîte
Murs et tunnels
La particule sur un ressort
L'atome d'hydrogène
Nuages d'électrons
Révision de l'atome de Bohr
Nombres quantiques et dégénérescence
12. Le spin de la particule
L'expérience Stern-Gerlach
Le nombre quantique magnétique de spin
Fermions et bosons
Le principe d'exclusion de Pauli
Révision du tableau périodique
Antimatière
Création et annihilation d'une paire
Partie 4. Interprétation de la physique quantique
13. Interprétation de Copenhague
Caractéristiques fondamentales
Incertitude et dualité
Probabilité et fonction d'onde
Superposition et effondrement
Mesure et réalité objective
Le chat de Schrödinger
Le long débat Bohr-Einstein
14. La complétude de la physlque quantique
Le paradoxe EPR
Action fantôme à distance
Variables cachées
Les inégalités de Bell
L'expérience d'Aspect
15. Autres interprétations
Théorie des mondes multiples
La théorie de Broglie-Bohm
Le principe holographique
Logique quantique
Le rôle de la conscience
La chaîne infinie de Von Neumann
Déterminisme et libre arbitre
Interpréter la physique quantique, pour quoi faire ?
Partie 5. Grande unification
16. Interactions élémentaires
Des galaxies aux quarks
L'interaction gravitationnelle
L'interactIon électromagnétique
L'interaction nucléaire forte
L'interaction nucléaire faible
Une interaction encore plus fondamentale ?
17. Particules élémentaires
Quarks et leptons
Fermions de première génération
Deuxième et troisième générations
La théorie quantique des champs
Électrodynamique quantique
Interactions faibles
Chromodynamique quantique
Gravité quantique ?
Le boson de Higgs
Le modèle standard
18. Vers une théorie du tout
Les limites du modèle standard
Les théories de la relativité
Théories quantiques de la gravité
Supersymétrie
Théorie des cordes
Gravitation quantique à boucles
Au-delà de l'expérimentation ?
Partie 6. Applications de la théorie quantique
19. Lumières et solides quantiques
Néons
Lasers
GPS
Semi-conducteurs
Panneaux solaires et diodes électroluminescentes
Supraconductivité
20. Imagerie quantique
Imagerie médicale
Microscope électronique
Détecteur de fumée
Imagerie cellulaire
21. Traitement quantique de l'information
Le calculateur quantique
Bits versus qubits
Calcul quantique
Construire un ordinateur quantique
Cryptographie quantique
Téléportation quantique
Et après ?
Appendice A : Glossaire
Appendice B : Tableau chronologique
Appendice C : Supplément mathématique
Notation scientifique
Nombres complexes
Les formules de la physique quantique
Appendice D : Ressources supplémentaires
Références (par ordre alphabétique)
Articles et ouvrages originaux (par ordre chronologique)
À propos des auteurs