Mécanique quantique

Des physiciens de l’université de Lancaster (Royaume-Uni) suggèrent que toucher un superfluide reviendrait à toucher un fluide en deux dimensions. © Microsoft Bing, Créateur d’image, Dall-E 3

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Mécanique quantique

Ils ont touché du « doigt » un superfluide quantique !

C’est par nos sens que nous appréhendons d’abord le monde. Et le monde quantique, lui, reste largement inaccessible à ces sens. D’où notre difficulté à le comprendre. Mais les choses vont peut-être changer maintenant que des physiciens ont réussi à « toucher » un objet quantique.

Quelques calculs quantiques. © CT., Fotolia

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Mécanique quantique

Un nouveau mystère de la stabilité quantique de molécules organiques est résolu

Il y a presque un siècle, la mécanique quantique donnait les clés pour comprendre la liaison chimique entre atomes, aussi bien formant des molécules que des cristaux. Les moyens de calcul modernes, avec des ordinateurs, permettent aujourd'hui de reproduire voire de prédire les propriétés et l'existence des configurations atomiques. Il y a un an, des travaux du physicien, chimiste et cristallographe russe Artem Oganov basés sur des simulations numériques élucidaient la stabilité de certains hydrocarbures. Le chercheur revient avec des collègues sur cette question, avec des hydrocarbures azotés cette fois-ci.

Une vue d'artiste de la théorie du multivers en cosmologie quantique. © Shutterstock, Bildagentur Zoonar GmbH

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Mécanique quantique

Multivers : que dit la physique sur les pouvoirs de Doctor Strange ?

Que ce soit pour Iron Man ou Thor, les scénaristes de Marvel ont visiblement cherché à rendre un peu crédibles les pouvoirs de ces super-héros avec de nombreuses allusions à la physique et à la technologie connues. Mais que pensez alors des pouvoirs magiques de Doctor Strange ?

© Sampson Wilcox/RLE

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Mécanique quantique

De nouveaux qubits prometteurs pour les ordinateurs quantiques

La course aux ordinateurs et simulateurs quantiques bat son plein même si l'issue est encore incertaine. Plusieurs approches sont possibles et une équipe de chercheurs du MIT vient de faire savoir qu'elle avait trouvé une nouvelle façon de stocker des bits d'informations quantiques, des qubits. La percée est prometteuse car ces qubits sont particulièrement résistants aux perturbations rendant délicate la poursuite des calculs quantiques et qui limitent donc encore les applications possibles des machines en cours de réalisation.

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Ils ont touché du « doigt » un superfluide quantique !

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Un nouveau mystère de la stabilité quantique de molécules organiques est résolu

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Multivers : que dit la physique sur les pouvoirs de Doctor Strange ?

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De nouveaux qubits prometteurs pour les ordinateurs quantiques

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Les ordinateurs quantiques font rêver mais il est probable qu'ils n'auront pas d'applications avant la fin de la décennie 2020. On ne sait pas encore quelle est la meilleure façon de les fabriquer, c'est pourquoi plusieurs voies sont explorées. L'une d'elles supposait la possibilité de produire de nouvelles particules quantiques, des quasi-particules et pas des particules fondamentales pour être exact, au nom exotique d'anyons non abéliens. Il semble que l'on a enfin créé et observé ces particules nécessaires pour obtenir des ordinateurs quantiques topologiques performants.

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Mécanique quantique

Les nouvelles particules nécessaires pour les ordinateurs quantiques topologiques existent !

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• 27/02/2024

Les technologies quantiques offrent des avancées majeures, notamment en matière de réseaux de communications ultra-sécurisés. En Europe, la Commission européenne développe l'infrastructure EuroQCI, basée sur la technologie quantique, pour assurer la sécurité des communications dans l'Union européenne. Dans ce cadre, le consortium Nostradamus est chargé de créer une infrastructure d'essais pour évaluer les dispositifs de distribution de clés quantiques développés par les fabricants européens. L'objectif est de garantir la conformité de ces technologies aux normes de sécurité et de les utiliser dans le cadre de l’EuroQCI. Joan Mazenc, directeur du CESTI de Thales, répond à nos questions et nous explique ce qu'est Nostradamus.

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Communication quantique

Comment l'Europe prépare le saut quantique en matière de sécurité numérique de ses communications

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• 30/01/2024

Un circuit quantique supraconducteur. © Erik Lucero

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Ordinateur quantique

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• 14/10/2023

En chauffant du silicium avec un laser, des chercheurs américains ont réussi à créer un nouveau matériau qu’ils ont baptisé Q-silicon. Ferromagnétique à température ambiante, il pourrait permettre d’importantes avancées dans la spintronique et l’informatique quantique.

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Informatique

Le Q-silicon, un pas de géant vers la spintronique et l'informatique quantique

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• 04/07/2023

Les lois de la mécanique quantique laissent penser qu'à l'horizon d’une dizaine d’années si l'on s'y prend bien, des ordinateurs — ou pour le moins, des calculateurs spécialisés dans la résolution de certains problèmes impossibles à résoudre pendant le temps de calcul d'une vie humaine par des super-ordinateurs classiques —, verront le jour en exploitant des phénomènes quantiques. Parmi les start-ups françaises prometteuses pouvant permettre de prendre une place importante dans cette révolution que pourrait constituer le calcul quantique, il y a depuis la fin de l'année dernière SiQuance, à Grenoble. Elle s'appuie sur des travaux menés depuis un certain temps par le CEA et le CNRS. À terme, on estime que cette seconde révolution quantique pourrait créer plus de 500 milliards d'euros de valeur au sein de toute l’industrie (énergie, transport, santé…).

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Qubit

SiQuance, la start-up issue du CEA et du CNRS qui veut révolutionner les ordinateurs quantiques

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• 18/01/2023

Une vue d'artiste d'une naine blanche dont l'intérieur est en train de se cristalliser. Le cœur de l'étoile contient un mélange de carbone et d'oxygène pour l'essentiel. Les couches externes contiennent principalement de l'hélium et/ou de l'hydrogène résiduels. © University of Warwick/Mark Garlick

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Naine blanche

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• 08/01/2023

Le physicien Clifford A. Pickover a recensé 250 étapes des grandes idées de la physique. Dans ce dossier, découvrez comment notre perception de l’univers a évolué au fil du temps, et les acteurs de ces changements, de l’Antiquité à l’aube du XXIe siècle.

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Physique

Physique : chronologie des grandes étapes

dossier

• 15/12/2022

Né le 15 juin 1947 à Agen, Alain Aspect est un physicien français co-lauréat en 2022 du prix Nobel de physique aux côtés de John Clauser (USA) et Anton Zeilinger (Autriche), tous trois pour leurs travaux sur les fondations de la théorie quantique ayant ouvert la voie à l’utilisation du phénomène d’intrication quantique découvert en 1935 par Albert Einstein et Erwin Schrödinger. Le premier va s’en servir avec deux collègues pour formuler ce que l’on appelle désormais le paradoxe d’Einstein-Podolsky-Rosen, encore appelé effet EPR, et le second le paradoxe du Chat de Schrödinger.La célébrité d’Alain Aspect vient surtout de l’expérience qu’il a conçue au milieu des années 1970 et réalisée avec ses collègues Philippe Grangier, Jean Dalibard et Gérard Roger en 1982, et qui permettait de tester, mieux que John Clauser avant eux, ce que l’on appelle les inégalités de Bell, en référence aux travaux publiés en 1964 par le physicien irlandais John Bell alors qu’il avait temporairement quitté son poste au Cern. Ces inégalités permettaient en théorie de trancher entre deux thèses avancées l’une par Albert Einstein via l’effet EPR et l’autre par Niels Bohr en réponse à l’article de Boris Podolsky et Nathan Rosen avec Einstein en 1935.Einstein pensait que les équations et les principes de la mécanique quantiques avancés dans une formulation finale en 1927 à partir des efforts conjoints de Bohr, Born, Heisenberg et aussi Dirac et Pauli n’étaient pas la description ultime des phénomènes quantiques et que l’on en reviendrait à des images concrètes dans l’espace et le temps, avec une utilisation des probabilités qui n’était plus fondamentale.Les résultats de Bell et Aspect ont montré que toute une classe de théories alternatives à la mécanique quantique de 1927 était réfutée par l’expérience, celle des théories dites à variables cachés locales. La démonstration de la réalité du phénomène d’intrication quantique a stimulé le début des travaux sur l’information quantique au cours des années 1980, information quantique que l’on retrouve dans les recherches actuelles sur les ordinateurs, la cryptographie et la téléportation quantique.#CNRSleJournal ???? Découvrez le parcours et les recherches du physicien français, récompensé aujourd’hui pour ses travaux pionniers sur l’intrication quantique, avec ces articles réalisés à l'occasion de sa médaille d'or du CNRS. https://t.co/0fJSvwspGz— CNRS ???? (@CNRS) October 4, 2022 Alain Aspect avait fait ses études supérieures en physique à l’École normale supérieure de Cachan, devenant professeur agrégé de sciences physiques en 1969 après avoir décroché ce que nous appellerions aujourd’hui un master en optique. Il passera un premier doctorat en 1970 avant de partir enseigner, au titre de la coopération, à l’École normale supérieure de Yaoundé (Cameroun) de 1971 à 1974. Comme il l’explique dans la biographie que lui a consacrée le CNRS, il se fait envoyer à la fin de son séjour un ouvrage tout juste publié, Mécanique quantique par Claude Cohen-Tannoudji, Bernard Diu et Franck Laloë. L’ouvrage est devenu par la suite une des références mondiales sur le sujet et comme l’explique Alain Aspect au sujet de la France : « À l’époque, la physique quantique était enseignée de manière un peu obscure. Certaines propriétés me semblaient relever de la schizophrénie et je me posais beaucoup de questions sur le formalisme quantique. J’ai commencé à avoir des réponses claires avec ce livre ».C’est à son retour en France, nommé maître-assistant à l'ENS Cachan, il est mis en contact par Christian Imbert, professeur à l'École supérieure d'optique, et Olivier Costa de Beauregard, directeur de recherche au CNRS, avec les idées du paradoxe d’Einstein-Podolsky-Rosen explorées par John Bell dans son article de 1964. « Sa lecture fut comme un coup de foudre, j’ai su que c’était sur ce sujet que je voulais travailler », explique Alain Aspect qui, dès lors, se lance sur la trajectoire qui aboutira à la percée de 1982 en publiant déjà un article fondateur à ce sujet en 1976.Le physicien Alain Aspect, directeur de recherche CNRS au Laboratoire Charles Fabry de l'Institut d'optique d'Orsay, a reçu la Médaille d'or du CNRS en 2005 pour ses travaux dans le domaine de l'optique quantique et de la physique atomique. Il raconte son parcours et décrit ses travaux dans cette vidéo. © CNRSEn complément de cette vidéo, le CNRS commente : « En 1935, Albert Einstein montre que les lois de la mécanique quantique autorisent la formation de particules intriquées. Deux photons, par exemple, qui ont interagi entre eux dans le passé puis se sont éloignés l'un de l'autre, conserveraient la possibilité d'échanger des informations. Toute modification d'une propriété d'un des photons est immédiatement transmise à l'autre photon. C'est l'intrication quantique. Pour Einstein, aucune information ne peut se transmettre plus vite que la lumière, et donc le formalisme quantique doit être rejeté. Niels Bohr conteste cette position. Mais aucune expérience n'est à l'époque capable de prouver l'existence ou l'absence de l'intrication (ou non-localité). En 1964, le physicien John Bell montre que les points de vue d'Einstein et de Bohr conduisent à des prédictions différentes et il formalise ce résultat par les célèbres inégalités de Bell. Alain Aspect et son équipe (Philippe Grangier, Gérard Roger et Jean Dalibard) vont réussir à fabriquer une source produisant des paires de photons intriqués, puis à étudier leurs propriétés. Les résultats obtenus (1982) violent les inégalités de Bell, ce qui veut dire que la physique quantique a raison. Il existe bel et bien des paires de particules intriquées, c'est-à-dire des particules dont les propriétés restent liées quelle que soit la distance qui les sépare. Les deux particules même distantes de plusieurs kilomètres se comportent comme un système unique. Ces phénomènes ont des applications dans le domaine de la cryptographie et de l'informatique (ordinateur quantique). » En 1984, probablement en conséquence de la découverte, il est nommé maître de conférences à l'École polytechnique et sous-directeur de laboratoire au Collège de France, associé à la chaire de physique atomique et moléculaire de Claude Cohen-Tannoudji qui lui-même deviendra lauréat du Prix Nobel en 1997.Les années qui vont suivre le conduiront à devenir professeur à l'École polytechnique et à de nouvelles recherches dans le domaine des atomes ultrafroids et des condensats de Bose-Einstein sans oublier à la première démonstration de la dualité onde-corpuscule avec des photons individuels.Alain Aspect est aussi membre de l'Académie des sciences et de l'Académie des technologies ainsi que lauréat d’une impressionnante liste de récompenses comme la médaille Albert-Einstein en 2012 et la médaille Niels Bohr à l’occasion de la célébration du centenaire de la publication du modèle atomique du physicien Danois.Notons également qu’il est cofondateur en 2019 de Pasqal, une entreprise spécialisée dans l’informatique quantique et qui travaille sur un ordinateur quantique à atomes neutres.

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Alain Aspect

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• 07/10/2022

Des fermions refroidis à moins d’un milliardième de degré au-dessus du zéro absolu. Le record est battu. Mais pas seulement pour la gloire. Si les chercheurs sont descendus à des températures aussi extrêmes, c’est pour avoir un aperçu de l’influence de la mécanique quantique sur les propriétés des matériaux.

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Physique

Des fermions refroidis à une température 3 milliards de fois plus basse que dans l’espace pour une expérience quantique

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• 06/09/2022

La révolution de l'information quantique est en cours et nul ne sait encore vraiment jusqu'où elle ira. Une équipe internationale de chercheurs, dont des membres du CEA, vient d'annoncer avoir réussi une grande première avec la mise en pratique d'un protocole de distribution quantique de clé en cryptographie quantique particulièrement sûr, utilisable pour un Internet quantique du futur.

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Mécanique quantique

Cryptographie quantique : le CEA réalise une première mondiale pour la sécurisation des communications

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• 03/08/2022

Même si les batteries quantiques ne sont pas encore une réalité, les recherches théoriques montrent qu’elles pourraient résoudre le problème du temps de recharge des véhicules électriques. Des chercheurs coréens ont calculé qu’une batterie quantique pourrait se recharger en quelques secondes.

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Batterie

Voiture électrique : une recharge aussi rapide qu'un plein ? La révolution quantique est en marche !

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• 26/03/2022

Des chercheurs sont parvenus à localiser un tunnel sous un mètre de terre. Grâce à un gradiomètre de gravité quantique. Une technologie qui se montre, pour la première fois, capable de sortir du laboratoire et de se frotter aux réalités du terrain.

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Mécanique quantique

Cette technologie peut dévoiler tout ce qui se cache sous terre

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• 06/03/2022

John Bell devant le tableau noir dans son bureau au Cern. On peut y voir tout en haut la fameuse inégalité qu'il a démontrée en 1964, au-dessus d'un schéma montrant le principe de l'expérience réalisée en 1982 avec des paires de photons polarisés par Alain Aspect et ses collègues. © Cern

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Mécanique quantique

Intrication quantique

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• 05/12/2021

Lorsque le génial Richard Feynman a amorcé la révolution des ordinateurs quantiques, il comptait s'en servir pour mener à bien des simulations de systèmes quantiques défiant les calculs analytiques et les simulations numériques sur des ordinateurs classiques. On commence à voir ce rêve se réaliser depuis quelques années et aujourd'hui un ordinateur quantique, construit par IBM, semble sur le point de percer certains secrets des protons et neutrons composant notre corps et les étoiles.

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Chromodynamique quantique

L'ordinateur quantique sur le point de percer les secrets des protons et neutrons pour la première fois

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• 28/11/2021

IBM vient de profiter de sa conférence Quantum Summit 2021 pour présenter sa nouvelle avancée dans le domaine de l’informatique quantique. Après son processeur Hummingbird de 65 qubits annoncé l’année dernière, le constructeur a dévoilé Eagle, un processeur quantique de 127 qubits.

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Ordinateur quantique

IBM brise les barrières du quantique avec un processeur de 127 qubits

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• 17/11/2021

Deuxième invité exceptionnel de notre série « rédacteur en chef » de Futura pour une journée : Étienne Klein. Ne manquez surtout pas, mercredi 6 octobre, son édito et les articles inédits qu’il nous a demandé d'écrire.

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Journée spéciale demain avec Étienne Klein, rédacteur en chef invité

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• 05/10/2021

« Steven Weinberg fait partie des très rares personnes qui, dans l'histoire de la civilisation, ont radicalement changé notre façon de voir l'Univers. » Cette phrase a été écrite par le physicien théoricien Gian Francesco Giudice dans un communiqué du Cern qui a annoncé la disparition de l'un des plus grands scientifiques de tous les temps, ayant révolutionné la physique des particules, la théorie quantique des champs et la cosmologie pour reprendre là aussi les mots du mythique laboratoire européen de la physique des hautes énergies.

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Physique

Le prix Nobel Steven Weinberg, unificateur de la lumière et de la radioactivité, s'est éteint

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• 01/08/2021

Google annonce la création d’un labo dédié à la recherche sur la conception de puces quantiques suffisamment fiables pour pouvoir créer un ordinateur doté d’1.000.000 de qubits pour 2029. Aujourd’hui, les ordinateurs quantiques plafonnent à 100 qubits.

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Ordinateur quantique

Google veut créer un ordinateur quantique d'un million de qubits

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• 22/05/2021

On voit ici deux des plus célèbres équations gouvernant le monde quantique. C'est l'équation de Schrödinger (en haut), célèbre en mécanique quantique, avec en dessous l'une des inégalités de Heisenberg. L'image de fond est celle de particules spiralant dans une chambre à bulles plongée dans un champ magnétique. En bas à droite, un diagramme de Feynman illustre la désintégration bêta d'un neutron (n) en proton (p). © www.wallchan.com

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Mécanique quantique

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• 24/04/2021

Né le 8 aout 1931 en Angleterre dans une famille anglaise exceptionnelle, son père était psychiatre et généticien et ses deux frères respectivement grand maître international aux échecs et sommité mondiale en physique statistique, le prix Nobel de physique 2020, Roger Penrose, s’est lui illustré dans le domaine des mathématiques et de la physique théorique liés à la théorie de la relativité générale.Il a commencé sa carrière de mathématicien dans les années 1950 avec une thèse en géométrie algébrique, liée aux mathématiques de la théorie de la relativité d’Einstein, passée à l’Université de Cambridge, là où Newton était professeur, et alors que ce domaine des mathématiques allait être révolutionné par le légendaire Alexandre Grothendieck.De la géométrie algébrique aux trous noirsMais au tout début des années 1960, il va s’intéresser à la relativité générale et à la cosmologie relativiste sous l’influence du physicien Dennis W. Sciama qui quelques temps plus tard sera le directeur de thèse de Stephen Hawking.Penrose va introduire des méthodes mathématiques originales issues de la géométrie algébrique et de la topologie différentielle pour éviter de longs calculs, parfois même impossibles, afin d’extraire facilement des équations de la théorie de la relativité générale leurs prédictions concernant la théorie relativiste des étoiles et de la cosmologie.En 1965, il va démontrer que ce qui sera appelé plus tard un trou noir par le génial physicien John Wheeler est une conséquence inévitable de la relativité générale appliquée à l’effondrement gravitationnel d’une étoile suffisamment massive et ayant épuisé son carburant nucléaire, confirmant les calculs déjà fait dans des cas idéalisés et donc peut-être douteux dans les années 1930 du père de la bombe atomique, Robert Oppenheimer, avec ses élèves.Roger Penrose parle de la relativité générale, des trous noirs et de sa théorie cosmologique. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © London Mathematical SocietyLe théorème découvert par Penrose implique également que le point final de l’effondrement d’une étoile en trou noir est une singularité de l’espace-temps qui s’y anéantie mais uniquement si l’on ne fait pas intervenir des aspects quantiques de la gravitation.Stephen Hawking va reprendre les idées et les méthodes de Penrose pour montrer que la théorie d’Einstein implique aussi une singularité initiale et un début de l’Univers dans le cadre de la théorie du Big Bang qui venait de devenir nettement plus crédible en 1965 avec la découverte du rayonnement fossile.Penrose va aussi introduire d’autres méthodes géométriques, en particulier ce qui sera appelé des diagrammes de Penrose-Carter, et qui vont permettre des découvertes importantes dans le domaine de la physique des trous noirs et de la cosmologie. Les calculs fait par Hawking pour découvrir son célèbre rayonnement quantique des trous noirs utilise d’ailleurs un tel diagramme.De la gravitation quantique à une théorie quantique de la conscienceDes années 1960 aux années 1970, Penrose va également développer des idées originales d’origine géométrique pour une théorie quantique de la physique en espace-temps courbe. Ses théories des « torseurs » et des réseaux de spins sont utilisé aujourd’hui pour explorer des théories quantiques de la gravitation.Les contributions et la créativité de Penrose ne s’arrêtent pas là. Dès les années 1950, il va influencer l’artiste néerlandais Maurits Cornelis Escher qui va reprendre le désormais célèbre triangle de Penrose pour en faire les noms moins célèbres « Chute d'eau » et « Montée et Descente ». Son intérêt pour la géométrie et les puzzles va le conduire également à la découverte d’un nouveau type de pavages mathématiques du plan que l’on pensait impossible et qui va se trouver avoir des applications très concrètes des années plus tard avec la découverte des quasi-cristaux.Des travaux des mathématiciens, il résultait qu'un pavage périodique dans le plan avec des objets possédant une symétrie d'ordre 5, comme par exemple un pentagone, était une impossibilité. Jusqu'au milieu des années 1970 on pensait aussi que tout pavage du plan devait se réduire à un pavage périodique. Ce fut donc une surprise quand Roger Penrose trouva un contre-exemple. À l'origine, il ne s'agissait que de mathématiques récréatives mais ce qui est aujourd'hui connu comme le pavage du plan par des tuiles de Penrose permettait effectivement de réaliser un pavage non pas périodique mais quasi-périodique du plan avec des structures possédant une symétrie d'ordre 5. © Ianiv SchweberPenrose s’interroge depuis des années sur la physique de la conscience. Ayant également une conception platonicienne des mathématiques, il pense qu’on les découvre et que la conscience humaine n’est pas le résultat de l’exécution d’algorithmes sur un ordinateur, inspiré en cela notamment par les travaux du mythique logicien Kurt Gödel, lui aussi tenant d’un platonisme mathématique. Il pense également que la conscience repose sur des processus quantiques mais qu'une nouvelle mécanique quantique est nécessaire pour vraiment en rendre compte.Ces dernières années, Penrose a aussi proposé et défendu une nouvelle cosmologie, dite conforme et cyclique, en tant qu’alternative à la théorie de l’inflation dont il doute, doute qu’il étend d’ailleurs à la théorie des supercordes. Il pense que son modèle cosmologique est testable avec le rayonnement fossile notamment mais pour le moment, les preuves qu'il avance ne rencontre que du scepticisme.Roger Penrose nous parle de ses idées sur l'origine de la conscience et comment il en est venu à écrire un puis deux célèbres livres à ce sujet. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Lex FridmanOn peut légitimement penser que Penrose est l’un des dignes successeurs de Newton et comme lui l’un des Géomètres de l’Univers et l’un des « bâtisseurs du ciel ».Roger Penrose a écris plusieurs livres dont certains sont incontournables, en voici quelques exemples.Les deux infinis et l'esprit humain À la découverte des lois de l'univers: La prodigieuse histoire des mathématiques et de la physiqueLes Cycles du temps: Une nouvelle vision de l'UniversThe Emperor's New Mind: Concerning Computers, Minds, and the Laws of Physics Une présentation par Roger Penrose et ses collègues de son modèle de cosmologie cyclique conforme (CCC). Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © skydivephil

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Théorie de la relativité générale

Roger Penrose

personnalité

• 16/04/2021

Qu'est-ce que la mécanique quantique ? À quoi sert-elle ? Quel est son champ d'étude ? La réponse en vidéo !

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Sciences

La mécanique quantique expliquée en vidéo

actualité

• 04/04/2021

Le monde quantique est surprenant. À cette échelle, les particules n’ont droit qu’à certains niveaux d’énergie tandis que d’autres leur sont interdits, mais pour quelle raison ? Tout est quantique nous en dit un peu plus sur la quantification durant cette courte vidéo.

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Mécanique quantique

Tout est quantique : comment fonctionne la quantification de l'énergie ?

actualité

• 15/11/2020

Le vide en physique est un concept difficile à définir. On pourrait penser qu'il désigne l’absence de tout, mais il semblerait que ça ne soit pas vraiment le cas en mécanique quantique… Futura-Sciences a interviewé Claude Aslangul afin qu'il nous en dise un peu plus sur le sujet.

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Physique

Interview : qu’est-ce que le vide quantique ?

actualité

• 10/09/2020

Un trou noir est un objet céleste difficile à observer directement. L’intensité de son champ gravitationnel est si intense qu’il empêche en théorie toute forme de matière ou de rayonnement de s’échapper. Peut-il exploser ? C'est la question que Futura-Sciences a posée à Aurélien Barrau, astrophysicien spécialisé en cosmologie et auteur du livre Des univers multiples.

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Trou noir

Un trou noir peut-il exploser ? Aurélien Barrau répond

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• 19/07/2020

En général, personne ne passe à travers les murs, à part peut-être les particules quantiques... Cette étrange propriété baptisée effet tunnel n’intervient qu’à très petite échelle. Découvrez en vidéo grâce à Tout Est Quantique cette incroyable capacité de la matière.

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Physique

Physique quantique : qu'est-ce que l'effet tunnel ?

actualité

• 30/06/2020

Difficile de ne pas éprouver une fascination envers la supraconductivité. Cette propriété quantique qui, entre autres prouesses, fait léviter les objets, est aujourd’hui au centre d’un grand nombre de recherches de pointe. Voici en vidéo un aperçu des plus belles lévitations quantiques.

Sciences

Mécanique quantique

Supraconductivité : les secrets de la lévitation quantique

actualité

• 22/06/2020

Cette image montre à l'aide d'un microscope à effet tunnel une surface de cuivre d'environ 5 nanomètres où les atomes de cuivre ont été confinés à l'intérieur d'un enclos de 48 atomes de fer. © IBM Almaden Visualization Lab

Tech

Technologie

Microscope à effet tunnel

définition

• 30/05/2020

Depuis des décennies, les physiciens fabriquent et étudient des atomes exotiques où les électrons, et parfois les protons, sont remplacés par d'autres particules chargées. Ils viennent pour la première fois d'observer de façon convaincante des atomes d'hélium pionique, où un électron a été remplacé par un méson pi de Yukawa, ainsi qu'une transition quantique induite par laser dans ces atomes exotiques.

Sciences

Physique

On a fabriqué un nouveau type d'atome, l'hélium pionique

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• 12/05/2020

Buste de Niels Bohr. © pixs:sell, Fotolia

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La chimie

Atome de Bohr

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• 03/05/2020

La question des univers multiples est un thème très ancien, puisqu'on la trouve dans la littérature dès l’antiquité. Depuis quelques années, les multivers rejoignent la physique théorique et certains chercheurs sont même convaincus de leur existence. Futura-Sciences a interviewé Aurélien Barrau, astrophysicien spécialisé en cosmologie et auteur du livre Des univers multiples.

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Cosmologie

Interview : vivons-nous dans un multivers ?

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• 03/03/2020

Le monde quantique est fascinant : à cette échelle, par exemple, les objets peuvent se trouver simultanément dans plusieurs états. Exploitant ce principe, un ordinateur quantique aurait des possibilités bien plus vastes qu’un modèle classique. Dans le cadre de sa série de vidéos Questions d’experts, sur la physique et l’astrophysique, l’éditeur De Boeck a interrogé Claude Aslangul, professeur à l’UPMC, afin qu'il nous explique le fonctionnement de cette étrange machine.

Tech

Ordinateur quantique

Interview : en quoi un ordinateur quantique est-il différent ?

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• 23/01/2020

Après avoir réussi ses expériences de téléportation quantique entre un satellite et une station au sol, la Chine pousse un cran plus loin ses réalisations en vue d'un internet quantique. Les chercheurs chinois ont réussi une distribution de clé quantique entre le même satellite et une station au sol mobile : une première mondiale !

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Physique

Internet quantique : la Chine réalise la première transmission entre un satellite et un récepteur mobile

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• 13/01/2020

Des chercheurs ont mis au point une méthode révolutionnaire pour mesurer la gravité, en utilisant des atomes de césium « suspendus » dans un état quantique. On pourrait ainsi fabriquer de petits appareils portatifs, et même tester des théories physiques comme le principe d’équivalence d’Einstein.

Sciences

Mécanique quantique

Une nouvelle méthode pour mesurer la gravité

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• 15/11/2019

Les physiciens nucléaires comptent depuis longtemps sur la diffusion d’électrons pour mesurer la taille du proton. Jusqu’ici avec des résultats entachés d’erreurs. Mais des chercheurs sont parvenus à améliorer la précision de la méthode. Ils confirment que le proton est plus petit que prévu.

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Physique

Le proton est plus petit que prévu, c'est confirmé

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• 07/11/2019

À partir d’un ion de calcium 40 et de son spin, des chercheurs ont mis au point le plus petit moteur du monde. Des travaux qui pourraient, à terme, améliorer l’efficacité énergétique des systèmes.

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Physique

Le plus petit moteur du monde est constitué d’un seul atome

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• 23/08/2019

Des effets subtils dus à l'intrication quantique pourraient intervenir en biologie, dans le fonctionnement du cerveau et dans le cadre plus général des réactions chimiques. Deux physiciens ont proposé une généralisation des travaux de Bell fournissant un test de la présence de l'intrication quantique, permettant de l'appliquer à ces réactions dans le cadre de la chimie quantique.

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Mécanique quantique

L'intrication quantique est-elle présente dans les réactions chimiques ?

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• 07/08/2019

À l’aide d’un micro quantique, des chercheurs sont parvenus à compter le nombre de phonons dans une onde sonore. Le système pourrait constituer la base d’un nouveau type d’ordinateur quantique.

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Physique

Vers un ordinateur quantique basé sur le son ?

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• 29/07/2019

Cousin de l'effet Hawking, l'effet Unruh n'a encore jamais été observé directement mais on cherche là aussi à tester la cohérence des calculs qui le prédisent avec des systèmes physiques présentant des phénomènes analogues. Il semble que la version quantique de cet effet ait enfin été observée avec des atomes ultrafroids paradoxalement.

Sciences

Mécanique quantique

L'effet Unruh observé pour la première fois ?

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• 12/06/2019

La science-fiction repose parfois sur des données scientifiques crédibles, comme c'est le cas dans nombre de romans d'Arthur Clarke. Peut-on en dire autant avec la question des voyages dans le temps du dernier opus du MCU avec les Avengers ?

Sciences

Relativité générale

Dans Avengers : Endgame, les voyages dans le temps sont-ils crédibles ?

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• 05/05/2019

L'intelligence artificielle permettra-t-elle de résoudre les énigmes laissées sans réponse par les physiciens et les ordinateurs du XXe siècle ? Peut-être... On vient de s'en servir pour retrouver et mieux comprendre les propriétés de l'eau, liquide ou sous forme de glace, grâce aux simulations numériques basées sur l'équation de Schrödinger appliquées à ses molécules.

Sciences

Physique

L'IA s'attaque aux secrets de l'eau avec l'équation de Schrödinger

actualité

• 04/01/2019

Depuis quelques années, Stephen Hawking et ses collègues Andrew Strominger et Malcom Perry étaient sur la piste d'une résolution du fameux paradoxe de l'information découvert par Hawking et impliqué par l'évaporation quantique des trous noirs associée à son nom. Un article posthume sur le sujet est maintenant en ligne, montrant que quelques progrès vers cette résolution semblent bien avoir été accomplis.

Sciences

Hawking

Trou noir et paradoxe de l'information : le dernier article posthume de Hawking apporte-t-il la solution ?

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• 25/10/2018

C'est une très mauvaise idée, pourtant couramment répandue, d'invoquer le nom d'Albert Einstein pour soutenir la thèse que les travaux révolutionnaires en science proviennent de chercheurs indépendants, initialement rejetés par l’establishment scientifique. Son parcours, bien qu'atypique, démontre le contraire. Les plus éminents éléments de la communauté scientifique ont rapidement reconnu la valeur des travaux du chercheur qui ont été publiés dans les revues de référence de l’époque. On ne peut pas en dire autant de certains esprits excentriques, pseudo génies autoproclamés, de nos jours.

Sciences

Physique

Einstein est-il l'exemple du génie initialement rejeté par le système ?

question réponse

• 13/10/2018

Depuis des décennies, des générations d'enseignants utilisent, comme Richard Feynman, une célèbre expérience de pensée pour enseigner la physique quantique. Très simple et faisant intervenir les fentes de Young, elle vient d'être réalisée pour la première fois avec de l'antimatière, ouvrant la voie à des tests d'une nouvelle physique et peut-être à la découverte de l'antigravité.

Sciences

Physique

Physique quantique : l'expérience des doubles fentes de Feynman réalisée avec des positrons

actualité

• 24/09/2018

On s’accorde généralement à faire remonter au philosophe présocratique grec Leucippe (460 – 370 av. J.-C.) et surtout son élève Démocrite les premières idées sur la structure atomique de la matière. Ce qui n’était qu’une pure spéculation philosophique brillante a toutefois été repris sous une forme ou sous une autre par les pionniers de la physique et de la chimie moderne et en particulier au cours du XIXe siècle.

Sciences

Atome

Peut-on voir les atomes ?

question réponse

• 09/09/2018

Plusieurs voies existent pour fabriquer des ordinateurs ou pour le moins des simulateurs quantiques spécialisés performants. L'une d'elles utilise des pièges à ions pour lutter contre le problème de la décohérence. Pour la première fois, elle a été appliquée avec succès à des calculs de chimie quantique avec des molécules simples.

Sciences

Physique

L'ordinateur quantique de Feynman avec des ions arrive en chimie

actualité

• 30/07/2018

Avec la découverte de l'expansion de l’univers sont nées d’autres questions : à quelle vitesse cette expansion se produit-elle ? y a-t-il accélération ? ou bien ralentissement ? Futura-Sciences a interrogé Aurélien Barrau, astrophysicien spécialisé en cosmologie et auteur du livre Des univers multiples.

Sciences

Cosmologie

Interview : pourquoi l'univers est-il en expansion ?

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• 05/04/2018

On spécule depuis des décennies sur le rôle de la mécanique quantique dans les rapports entre l'esprit et la matière. Bien loin des balivernes sur le sujet du New Age ou des soi-disant thérapies quantiques, des chercheurs commencent à proposer des expériences qui permettraient, peut-être, de prouver un jour prochain qu'une partie de notre cerveau fonctionne comme un ordinateur quantique. C'est le cas du physicien états-unien réputé Matthew Fisher, qui vient de recevoir pour cela un financement de plus d'un million d'euros.

Sciences

Physique

Notre cerveau est-il un ordinateur quantique ?

actualité

• 03/04/2018

La lumière se comporte tantôt comme une onde, tantôt comme un ensemble de corpuscules. © damesophie, Pixabay, DP

Sciences

Mécanique quantique

Dualité onde-corpuscule

définition

• 01/04/2018