Un peu de mécanique quantique ...
     
 

1)  Les particules (généralités très succinctes)

Toute matière à l'état brut, que ce soit un gaz, un solide ou un liquide, n'est qu'un assemblage d'atomes identiques, un peu comme une maison est un assemblage de briques. Aussi, ces atomes sont différents d'une matière à une autre. Dans un atome, on trouve trois types de particules : le(s) proton(s) et le(s) neutron(s) qui forment le noyau de l'atome, et le(s) électron(s) qui gravite(nt) autour de ce noyau. Ce qui fait la différence entre un atome d'une matière et un atome d'une autre matière, c'est le nombre d'électrons qui gravitent autour du noyau.

Il existe aussi d'autres particules comme les quarks et les gluons qui composent les protons et aussi des particules qui n'appartiennent pas à la matière mais qui peuvent néanmoins interagir avec elle, comme les photons qui composent la lumière.

Retenons aussi qu'il existe 2 familles de particules : la famille des bosons qui renferme les particules de même nom qui peuvent dans certaines conditions, adopter ensemble un même comportement (comme les photons, les gluons, les neutrons ou encore les électrons uniquement lorsque ceux-ci sont à une température proche du zéro absolu) et la famille des fermions qui renferme les particules de même nom et qui ne le peuvent pas (comme les électrons, les protons, les neutrons, ou les quarks).

Pour terminer il faut essayer de se rendre compte de la taille de ces particules et imaginer que si une tête d'épingle avait la taille de la Terre, une particule pourrait avoir la taille d'un micro grain de sable.

2) Un peu de mécanique quantique en vidéo

La mécanique quantique s'intéresse donc au domaine de l'extrêmement petit, celui des particules. La mécanique quantique ne s'intéresse pas à la matière en elle même et ne s'intéresse aux particules que lorsque celles-ci sont complètement isolées de toutes interactions avec un quelconque milieu ou assemblage comme la matière. Voici donc quelques vidéos qui vous donneront une idée aussi bien sur l'histoire de la physique quantique que de son domaine expérimental, la mécanique quantique, et des applications qui en ont découlé.

Vidéo 1 : Voir la quantique (conférence - 1h 57mn)

http://www.espace-sciences.org/conferences/mardis-de-l-espace-des-sciences/voir-la-quantique

Conférence à l'Espace des Sciences de Rennes du 4 novembre 2014 avec Julien Bobroff, professeur à l'université Paris-Sud.
Chats de Schrödingers, lévitation, téléportation, effet tunnel... La physique quantique est étrange, paradoxale, invisible et insaisissable. Julien Bobroff vous présentera pourtant quelques-unes des astuces qu'ont trouvées les physiciens pour  « voir » ces étrangetés du monde quantique et même les filmer en direct ! Il vous montrera aussi comment, en collaborant avec des designers, des graphistes et des artistes, son groupe a développé de nouvelles façons de vous aider à imaginer ce qu'est vraiment la physique quantique. Attendez-vous à être surpris...

Vidéo 2 : Lumière et matière : la physique quantique en action (conférence - 1h 53mn)

http://www.espace-sciences.org/conferences/mardis-de-l-espace-des-sciences/lumiere-et-matiere-la-physique-quantique-en-action

Conférence à l'Espace des Sciences de Rennes du 7 avril 2015 avec Jean Dalibard, professeur au Collège de France et à l'École Polytechnique, membre du Laboratoire Kastler Brossel et membre de l'Académie des Sciences.
La compréhension des interactions entre lumière et matière a constitué une étape clé dans le développement de la science et de la technologie. Nous ferons le point sur ce thème d’une grande richesse et aborderons un de ses aspects les plus paradoxaux : la lumière permet de refroidir les gaz d’atomes pour produire une « matière quantique » aux propriétés surprenantes. Ces atomes froids trouvent des applications dans des domaines aussi divers que la navigation, les télécommunications ou encore la géophysique.

Vidéo 3 : Les supraconducteurs et leurs fascinantes propriétés  (conférence - 1h 54mn)

http://www.espace-sciences.org/conferences/mardis-de-l-espace-des-sciences/les-supraconducteurs-et-leurs-fascinantes-proprietes

Conférence à l'Espace des Sciences de Rennes du 1 février 2011 avec Julien Bobroff, professeur à l'université Paris-Sud.
Une fois refroidis à très basses températures, certains matériaux deviennent supraconducteurs. Non seulement ils se mettent à conduire le courant électrique de façon parfaite, mais en plus, ils font léviter les aimants. Des expériences en direct montreront ces étonnantes propriétés. Cent ans après sa découverte, la supraconductivité reste une grande énigme et un des enjeux essentiels de la physique moderne. Des nombreuses applications existent déjà, de l'imagerie médicale aux trains à lévitation, certaines pourraient changer le monde dans le futur, du stockage d'énergie aux ordinateurs quantiques.

Vidéo 4 : Les lasers de l'extrême  (conférence - 1h 56mn)

http://www.espace-sciences.org/conferences/mardis-de-l-espace-des-sciences/les-lasers-de-l-extreme

Conférence à l'Espace des Sciences de Rennes du 3 février 2015 avec Philippe Balcou, directeur du Centre lasers intenses et applications (CELIA UMR5107 - Univ. Bordeaux 1 / CEA / CNRS)
Depuis plus de 50 ans, physiciens et ingénieurs mettent au point des lasers de plus en plus rapides, de plus en plus puissants, aujourd'hui capables de mettre toute matière à l'état de plasma chaud en quelques millionièmes de milliardièmes de secondes. Nous verrons comment une véritable ingénierie de la lumière donne ainsi accès à des états de la matière n'existant qu'au cœur des étoiles ; à des sources de rayonnements d'une brièveté  inouïe ; et des applications allant de procédés industriels bien actuels jusqu'aux rêves futuristes de nouvelles radiothérapies ou de source d'énergie de fusion.

Vidéos 5 et 6 : Recherche et découverte du boson de Higgs  (5 et 50mn)

http://www.rmsites.fr/mecaquantique/boson_higgs/boson_higgs.htm