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Chaos en mécanique quantique

En physique, un autre grand bouleversement s'est produit au début du vingtième siècle : celui lié à l'étude de l'infiniment petit. On s'est rendu compte que le prix à payer pour comprendre la dynamique des atomes était l'abandon de la majeure partie des bases de la physique de NEWTON. L'ensemble des nouvelles règles du jeu se regroupe sous le terme de << physique quantique >> dont le nom vient que l'une de ses motivations premières était d'expliquer le fait que les électrons liés aux atomes ne pouvaient pas avoir n'importe quelle énergie, cette dernière étant alors discrète par opposition à continue, autrement dit quantifiée. Très vite, on s'est aperçu que l'on ne pouvait plus alors considérer une particule tel l'électron comme étant un point ayant une position et une vitesse bien précise. L'électron est plutôt décrit par un objet plus << flou >>, plus exactement une onde susceptible donc de diffracter et d'interférer. Ce n'est que quand la taille des objets augmente que ce flou s'amenuise jusqu'à pratiquement disparaître à l'échelle humaine et que les lois de NEWTON continuent à être correctes.

Le chaos quantique est grosso modo le domaine qui étudie les systèmes dont les comportements sont à la fois quantiques et chaotiques, ce qui est pratiquement la règle dès que les systèmes sont suffisament petits : noyaux, atomes et molécules bien sûr mais aussi les composants électroniques qui sont de plus en plus miniaturisés. Non seulement, les avancées dans ce domaine ont été spectaculaires depuis les années 1970 mais cela a permis d'apporter une meilleure connaissance de la difficile question du passage de la théorie classique de NEWTON à la théorie quantique. De nombreux progrès restent encore à faire surtout dans la compréhension des systèmes ayant un grand nombre de particules quantiques. C'est pourquoi le chaos quantique fait à l'heure actuelle l'objet de nombreuses recherches tant expérimentales voir technologiques que théoriques...


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Amaury MOUCHET
1999-09-15