Embarquez avec Bob et son chien, Rick, à la rencontre des physiciens qui ont exploré le mystérieux monde quantique à savoir Planck, Einstein, le prince de Broglie, Heisenberg, Schrödinger, Bohr, Born, et finalement Everett. © Dargaud

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« Le mystère du monde quantique » : une BD pour tout comprendre

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Einstein, Feynman et Gamow ont écrit d'excellents ouvrages de vulgarisation de la physique. Le physicien français Thibault Damour leur emboîte la pas en compagnie du dessinateur Mathieu Burniat pour nous faire pénétrer sur le mode ludique mais avec sérieux dans les arcanes de notre monde, un univers quantique de l'atome aux étoiles.

Dans le blog qu'a mis à sa disposition Futura-Sciences et à l'occasion de l'annonce retentissante de la détection par Ligo des ondes gravitationnelles, Jean-Pierre Luminet n'avait pas hésité à parler en ces termes de Thibault Damour (l'un de ses anciens collègues à l'Observatoire de Paris) : « Ayant été l'un des premiers théoriciens à calculer les courbes d'émission gravitationnelle issue de la coalescence de trous noirs, Damour mériterait de figurer sur la liste des physiciens nobélisables, au même titre que son homologue américain Kip Thorne ou que le directeur du programme Ligo, David Reitze ».

Professeur permanent à l'IHES (le Princeton français) depuis 1989, il est l'un des plus éminents physiciens théoriciens français et l'un des plus grands chercheurs dans le domaine des ondes gravitationnelles émises par des astres compacts relativistes, et ses contributions dans le domaine (avec ses collègues, comme Nathalie Deruelle et Alessandra Buonanno) sont très importantes. À tel point que le prix Nobel de physique Joseph Hooton Taylor les mentionne dans sa conférence donnée à l'occasion de la remise de son prix pour la détection indirecte des ondes gravitationnelles en 1993.

Thibault Damour est aussi l'auteur de travaux marquants sur les propriétés mécaniques, thermodynamiques, électromagnétiques et quantiques des trous noirs, et a mené des recherches sur la cosmologie quantique (modèle de pré-Big-Bang avec Veneziano dans le cadre de la théorie des supercordes, chaos, billard et supergravité de Kaluza-Klein à l'approche de la singularité initiale). Il s'est aussi intéressé aux tests expérimentaux de la relativité générale et de ses extensions, comme ceux concernant le principe d'équivalence ou les variations des constantes fondamentales.

Thibault Damour et Mathieu Burniat nous explique dans cette vidéo comment ils en sont venus à collaborer sur une bande dessinée expliquant la physique quantique. © Éditions Dargaud, YouTube

Bob et Rick au pays des merveilles quantiques

On pourrait être surpris qu'il soit le coauteur d'une bande dessinée destinée à présenter la physique quantique aux adolescents et au grand public en compagnie du dessinateur Mathieu Burniat. Mais ce serait oublier que le chercheur a publié il y a plus de dix ans un ouvrage intitulé Entretiens sur la multitude du monde, coécrit avec un écrivain et un scénariste célèbre, Jean-Claude Carrière. Également destiné au grand public, le livre était déjà une plongée dans le monde quantique et l'univers relativiste d'Einstein culminant avec la synthèse de la théorie des supercordes, le tout émaillé de références à la littérature et la philosophie, indienne et occidentale, avec Kant, Spinoza et Heidegger.

La BD publiée aux éditions Dargaud sous le titre Le Mystère du monde quantique est sans aucun doute une réussite. Elle se présente sous la forme d'un clin d'œil aux aventures de Tintin et Milou, où le reporter belge se retrouverait à la place d'Alice explorant un pays de merveilles quantiques peuplé par les créateurs de la physique quantique. Planck, Einstein, le prince de Broglie, Heisenberg, Schrödinger, Bohr, Born nous expliquent ainsi, à tour de rôle et de façon accessible bien que subtile et rigoureuse, les découvertes majeures qu'ils ont faites.

Mais ce sont finalement les idées du physicien américain Hugh Everett, la fameuse interprétation des mondes multiples, qui sont au cœur de l'ouvrage. Comme nous l'expliquait le cosmologiste Max Tegmark dans l'interview qu'il a accordée à Futura-Sciences, cette interprétation des équations de la mécanique quantique gagne du terrain parmi les physiciens, notamment ceux qui s'occupent de cosmologie quantique. Elle élimine le rôle de l'observateur via la réduction du paquet d'ondes comme le disent les physiciens. Elle coupe donc court à toutes les spéculations délirantes de type New âge ainsi qu'à la pseudoscience des thérapies quantiques. Cette interprétation peut tout de même rester une source d'inspiration pour ceux qui s'interrogent sur les conséquences existentielles et métaphysiques de la mécanique quantique.

Interview, réalisée en 1967, de Louis de Broglie, prix Nobel de physique 1929 pour sa découverte de l'aspect ondulatoire des électrons qui introduit le champ de la mécanique ondulatoire. Louis de Broglie parle de la genèse de sa découverte et explique comment il a introduit la mécanique ondulatoire ; cette découverte révolutionnaire n'a pas été tout de suite acceptée mais Einstein fut l'un des premiers à en reconnaître l'importance. © Ina

Rencontres avec les explorateurs du monde quantique

La lecture de la bande dessinée de Mathieu Burniat et Thibault Damour demande sans doute quelques efforts mais ils en valent la peine. Le lecteur en sortira avec une connaissance concise mais précise de l'histoire et des idées au cœur de la physique quantique, qu'il s'agisse de la théorie du corps noir, des photons et de l'émission stimulée d'Einstein, ou encore des ondes de matière du prince Louis de Broglie et de leur interprétation probabiliste par Born. L'ouvrage montre bien d'ailleurs qu'Einstein est probablement le plus important des pères fondateurs de la mécanique quantique, ce qui n'est pas assez connu. C'est lui, en effet, qui, le premier, a introduit d'une certaine façon les matrices de Heisenberg ainsi que le calcul des probabilités pour décrire l'atome de Bohr et les interactions matière-rayonnement.

Du fait de son impact sur la technologie qui fonde notre civilisation, et des clés qu'elle fournit pour comprendre le monde, de la naissance de l'univers au fonctionnement du cerveau, personne ne devrait ignorer la physique quantique. L'ouvrage de Mathieu Burniat et Thibault Damour s'impose donc comme un must à lire pour tous, de 15 à 115 ans.

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