Dossier Pour la SCIENCE 93 – Octobre-décembre 2016
Les promesses du monde QUANTIQUE
(Thierry Giamarchi)
Interrogeant les gens sur les découvertes qui ont changé notre société peu évoqueraient la physique quantique. Celle-ci, et ses dérivés, est peu connue du grand public. Ceux qui en ont entendu parler l'imagine confinée dans des laboratoires où se passent des expériences mystérieuses sur des systèmes à une échelle inhumainement petite, et à très basse température.
Pourtant la physique quantique a déjà bouleversé notre société. 
Une propriété essentielle de cette science est la dualité onde-corpuscule introduite par Louise de Broglie, les mouvements et propriétés, de la matière sont aussi ceux des ondes. Deux ondes de matière peuvent interférer, s'annule ou se renforcer.
Tout système est décrit par une fonction d'onde (l'équation de Schrödinger) donnant la probabilité de trouver de la matière en un point donné. Description de la matière qui révolutionna notre compréhension des matériaux. Les électrons, dans un solide, sont des ''billes'' et des ondes. Or toutes ne peuvent pas se propager dans le solide. Suivant le taux de remplissage d'un solide par des électrons, maximal, il est un isolant, un conducteur dans le cas contraire. La physique quantique nous donna les clefs de ce qui fait un bon métal ou un bon isolant, éclairant le comportement de matériaux intermédiaires, les semi-conducteurs – ni isolants, ni métalliques -, ouvrant la porte à l'électronique moderne et à notre société de l'information. Comprendre la nature ondulatoire de la matière permit la création de matériaux convertissant la lumière en signal électrique, ceux que l'on trouve dans les caméras CCD, ou l'inverse, et ce sont les diodes électroluminescentes (les LED) transformant un signal électrique en un signal lumineux.
Nos téléphones portables et leurs dérivés sont des conséquences directes de ce que la physique moderne nous apporta.
La fonction d'onde distingua 2 types de particules, les bosons et les fermions. L'étude de ceux-ci permit en 1911 de constater que le mercure refroidi offrait une résistivité nulle, un passage du courant sans perte. Pour faire de bons supraconducteurs il faut désordonner les matériaux, constat menant à des recherches sur les effets du désordre dans des systèmes quantiques et à des applications pour les supraconducteurs.
La première est la mise au point d'un câble transportant un courant sans dissipation et la création d'aimants ultra puissants, utilisables, entre autre, dans les IRM, si le supraconducteur est maintenu à une température assez basse pour que l'aimant conserve sa puissance. Ces matériaux permettraient d'éviter la perte de 10 à 15 % de courant dans son voyage entre une centrale et les consommateurs. Problème, la cryogénie sur de longues distances est onéreuse et les lignes supraconductrices sont rares. Un développement plus large dépend de la mise au point de meilleures solutions de refroidissement ou de supraconducteurs opérant à des températures plus élevées.
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Autre effet de la nature de la supraconductivité, la fabrication de détecteurs de champ magnétique ultrasensibles, une sensibilité de l'ordre de 10 femtoteslas. Champs moins intenses que ceux créés par les battements d'un cœur, voire par l'activité des neurones, dispositifs placés dans des sondes non invasives, notamment pour la magnétocardiographie en attendant d'autres applications, moteurs, limiteurs de courants...
''L'ésotérique'' physique quantique est omniprésente dans notre quotidien et impacte notre société. Applications ne pouvait être anticipées avant les découvertes correspondantes.
La première révolution quantique nous donna l'électronique sur laquelle est fondée notre société de la communication et de l'information. La seconde utilise(ra) la supraconductivité et utilisera la cryptographie quantique ou la calcul quantique. Une troisième révolution pourrait être celle des matériaux qui pourraient transformer (partiellement) la chaleur en lumière ou la lumière en un courant électrique utilisable ; stocker de l'information en utilisant la nature quantique de l'électron, on devra exploiter les possibilités offertes par les interactions.
David Slack – Fox – 2017 – 12 eps
Gideon Reeves, fondateur d'une multinationale technologique fait une présentation devant d'importants représentants du monde pétrolier. Il allume quelque feux près d'eux pour montrer l'efficacité du Reeves TK421. Un drone capable de voler durant 36 heures, de supporter de température de 1700° et d'éteindre des incendies. La présentation faite il laisse à Ada Hamilton, sa directrice technique, le soin de répondre aux questions.
Et de prendre les commandes. Lui a autre chose à faire !
Sur la route pour rentrer à Chicago il demande à s'arrêter pour acheter une cigarette, oui, seulement une, bien qu'il achète un paquet. Alors qu'il s'apprête à acquérir un briquet le magasin est braqué et lui se fait remarquer alors qu'il a fait le 911 et que l'opératrice l'a laissé en attente. Son ami, Elliot James Sully, resté dans la voiture intervient, saute sur le voleur, qui lui tire dessus à bout portant, et le tue.
Reeves est fou de rage de la lenteur de la police, de leur manque de moyens pour retrouver l'assassin. Interrogé dans un commissariat de quartier il voit combien celui-ci est sous-équipé, qu'il faut des signatures pour tout, trouver une photocopieuse qui fonctionne...
Rien à voir avec le monde dont il a l'habitude.
Six semaines plus tard il a l'occasion de prendre la parole lors d'un conseil municipal, et manifeste son mécontentement devant l'absence d'enquête mené par le 13e district, qui n'en a tout simplement pas les moyens.
Gideon est un homme d'action, il a une idée, simple.
Reprendre le 13e district.
Le maire affirme qu'un civil ne peut contrôler un centre de police, il se trompe, si ce civil y est autorisé par le conseil municipal c'est possible. Gideon a convoqué les journalistes pour 17h 30, le conseil a donc 8'30'' pour donner son accord.
Reeves peut donc commencer son projet, améliorer le matériel du 13e et faire connaissance avec les policiers qui y travaillent. En particulier Murphy, qu'il connaît déjà, c'est sur son territoire que son ami est mort.
Justement elle va pouvoir tester la technologie Reeves en intervenant sur un vol. Sans difficulté. C'est elle qu'il veut pour diriger l'enquête sur la mort d'Elliot. Des suspects sont rapidement identifiés, reste à savoir lequel est le bon.
Mais les choses ne se passent pas bien, comme prévu, et le maire cherche à reprendre la main. Le temps presse pour Gideon. Quelques succès ne feront qu'augmenter l'aigreur du maire et son envie de ridiculiser le milliardaire. Celui-ci va devoir apprendre des policiers que la justice ne se suffit pas d'ordinateurs, de drones et autres voitures connectées, que les méchants ne sont pas pour autant des imbéciles.
Et que Murphy est une bien jolie détective, justement son ex-mari travaille pour le maire et entend mettre des bâtons dans les roues de Reeves.
La science au secours de la police, un milliardaire se transformant en justicier, légalement, pour ''venger'' la mort de son ami. APB est une série de plus mettant en scène un homme au Q.I. élevé cherchant à l'utiliser face à un problème stimulant. Elle vaut la peine d'y jeter un œil, et si Amelia Murphy ne sort pas du MIT elle a beaucoup à apprendre à Gideon
J'ai vu passer un corps charrié par la rivière.
De la rive où j'étais entouré de brouillard
Sans autre intérêt qu'oublier la matière,
J'attendais sans savoir qu'il est toujours trop tard.
Et puis mon attention fut attiré plus bas,
Vers ce monde où jadis j'occupais une place.
Était-ce bien le mien partant pour l'au-delà,
L'ennemi détesté au passé lourd de glace ?
Ce ne pouvaient être ceux qui m'avaient tué,
Ils étaient trop nombreux, comme un fleuve de peur
Qui m'avait aspiré, écrasé, avalé,
Croyant ainsi chasser la cause de leur malheur.
Ainsi c'était bien moi, mes restes pourrissant
Que l'eau rongeait pour en disperser le poison.
Mon destin est donc là, corrompre terre et sang
Afin que le désert atteigne l'horizon.
Dossier Pour la SCIENCE 93 – Octobre-décembre 2016
Les promesses du monde QUANTIQUE
En 1898 Camille Flammarion utilise pour illustrer son chapitre : 
La forme du ciel de son ouvrage L'atmosphère : météorologie populaire avec une gravure montrant un pèlerin, ou un clerc, passant la tête à travers le firmament et contemplant l'inconnu. 2 interprétations, opposées, de ce dessins, sont possibles.
Selon la première la connaissance est limitée par une barrière imaginaire que l'activité scientifique finit toujours par franchir ; la seconde voit une barrière véritable que l'imaginaire seul peut traverser. Elle suppose que nous serions enfermés à l'intérieur de la bulle finie de ce qui nous est familier. Nous comprenons ce qui se passe à l'intérieur, le reste nous est inaccessible.
L'activité scientifique se heurte-t-elle à l'impossibilité de dépasser notre horizon où peut-elle le traverser pour nous montrer des horizons nouveaux ? Pour ce qui est du monde microscopique c'est la seconde hypothèse qu'il convient de considérer.
Longtemps les tenants de cette théorie affirmèrent : ''Si vous pensez que vous comprenez la théorie quantique, c'est que vous ne la comprenez pas'', ''la théorie est insondable et, donc, le monde aussi'', ''les choses sont comme cela, sans raison ni explication''. Des phrases longtemps lisibles dans les manuels de physique quantique et les textes de vulgarisation.
Les avancées de ces dernières décennies infirment ces allégations. Les physiciens pensèrent longtemps que la théorie quantique générait des obstacle empêchant d'exploiter la nature quantique aussi facilement que la physique classique nous a habitués à le faire. À l'inverse, elle s'est révélée libératrice. Les propriétés quantiques fondamentales, superposition des états, intrication, quantification et aléatoire, se sont montrées d'une grande fécondité permettant la mise au point de dispositifs tels les lasers, les circuits intégrés, les horloges atomiques... ce n'est qu'un début, les phénomènes quantiques vont faire naître des systèmes de communications et de calcul d'une puissance inédite, apportant de nouvelles façons d'exploiter la nature et de produire du savoir.
En 1975, Gordon Moore, un des fondateurs d'Intel, prédisait que 
le nombre de transistors par microprocesseurs doublerait tous les 2 ans. Une ''loi de Moore'' globalement vérifiée. Pour autant elle s'approche de la limite physique, l'échelle atomique, où s'imposent les effets quantiques. De même le principe d'incertitude de Heisenberg représente un horizon de l'inconnaissable : plus nous connaissons une propriété d'un système, moins nous connaissons les autres. Aujourd'hui pourtant des physiciens contrôlent de façon routinière divers phénomènes quantiques sans se heurter à de telles barrières. Ils codent de l'information à l'aide d'atomes ou de particules élémentaires puis la traitent avec une extrême précision, créant ainsi des fonctionnalités qui ne pourraient être réalisées autrement. En réalité le principe d'incertitude affirme seulement que toutes les observables d'un système physique ne sauraient être mesurées précisément en même temps. Il convient de choisir judicieusement les observables qui vont servir de bits quantiques pour le codage de l'information.
La physique quantique permet mieux que de seulement construire des ordinateurs avec des atomes plutôt que des transistors. En permettant de construire des portes logiques inédites, elle rend de nouveaux algorithmes possibles ; par exemple la factorisation d'un nombre. Tâche qui demanderait trop de temps à un ordinateur classique.
L'idée que la théorie quantique limiterait le progrès scientifique Remonte à l'époque où il n'était question que de mécanique quantique. Erwin Schrödinger prévint un jour son auditoire qu'il allait dire quelque chose semblant insensé. Il déclara que son équation décrivait toutes les évolutions possibles d'une particule, ''pas des alternatives, mais elles se produisent vraiment toutes simultanément''. Une façon de dire que son équation décrivait la réalité. Schrödinger semblait craindre qu'on le prit pour un fou.
C'est qu'au début du XXe siècle la plupart des physiciens étaient /http%3A%2F%2Fvillemin.gerard.free.fr%2FaScience%2FPhyNucle%2FSchrodin_fichiers%2Fimage028.jpg)
sous l'influence de doctrines philosophiques gênant l'acquisition de nouveaux savoirs. La proximité millénaire de la physique et de la philosophie entravait la première avec les visions réductrices de la seconde. Empirisme logique, instrumentalisme, relativisme philosophique... courants s'opposant à l'idée que le monde physique existe et que la méthode scientifique permet d'accumuler des connaissances sur lui. Environnement dans lequel Niels Bohr développa son interprétation de la théorie quantique niant la possibilité de parler de phénomènes comme s'ils existaient objectivement. On ne se demande pas quelles valeurs prennent les grandeurs physique tant qu'on ne les mesure pas.
La physique a remis la philosophie sur les rails en brisant les limites que des ''philosophes'' voulaient imposer, prenant pour celles de la connaissance des frontières qui n'étaient que les leurs.
Et si la théorie quantique était réfutée, que des barrières plus fondamentales encore empêchaient la construction d'ordinateurs quantiques ? Cela nous permettait de faire évoluer la physique et d'envisager des techniques de calcul plus fascinantes.
La théorie de ''ce qui met la théorie quantique en défaut'' serait prometteuse, de sorte que, d'une façon ou d'une autre, il n'y aura pas de limite au savoir et au progrès.
Scénario / couleurs MARAZANO – Dessin GUILHEM
Le mystère Chtokavien
Manhattan, hiver 1942/1942. Un homme court mais derrière lui ses poursuivants se rapprochent, ce qu'il pensait impossible à une telle distance.
Et pourtant... rattrapé par des espèces d'arachnides mécaniques il ne doit répondre qu'à une question : Où est-il ? Pour avoir la vie sauve. Harvey ne veut pas trahir son ami, son maître.
Il en mourra !
Manhattan, East, 21st Street, six mois plus tard. Mrs Kathleen Cooley, et son fils, Travis, arrivent dans leur nouvelle demeure. Le quartier n'a rien de reluisant mais pour l'instant c'est tout ce qu'ils peuvent s'offrir. Un petit vendeur de journaux parlent de la guerre en Europe, de la possibilité pour les nazis de lancer des fusées sur Londres. Ainsi que des meurtres mystérieux à Manhattan sans que l'inspecteur Kelly ait encore la moindre piste.
Le duo s'installe, le logement est rustique, pour employer un euphémisme. Travis part explorer l'immeuble, au passage il aperçoit un voisin, un homme par une porte entrouverte. Celui-ci ne répond pas à son salut et s'empresse de claquer la porte. Ça part bien !
Dehors il fait la connaissance des enfants du quartier, qui sont frappés quand il leur dit habiter au 13e, Appart 2C. L'étage du vieux ! C'est là que le diable a élu domicile ! Tous les enfants sont d'accord. Ils en profitent pour lancer un défi à Travis, qu'il frappe à la porte du vieux et il fera partie de leur bande. Ensuite ils lui montrent leur trésor, une lettre écrite en code. Elle leur a été remise deux semaines plus tôt par un homme qui leur demandait de la remettre à l'habitant du 13e. Les enfants ont pris l'argent sans oser remplir leur mission. Travis accepte le défi ! Comment faire autrement ? Au moment où il va toquer à la porte sa mère sort sur le palier et l'appelle, c'est l'heure de manger. Ils ignorent que par le judas ils étaient observés. Travis glisse la lettre dans le livre que sa mère vient de lui offrir.
Sur le pont de Brooklyn des hommes en jettent un autre dans le vide, voilà ce qui arrive à qui ne paie pas ses dettes. La victime descend sans pouvoir rien faire. C'est là qu'elle aperçoit des formes humaines marchant sur le fond de l'Hudson.
L'inspecteur Kelly fait face aux journalistes. La plupart lui posent des questions insidieuse, lui leur conseille de s'intéresser à la vie des soldats combattant dans le Pacifique.
Chez lui Travis révise, c'est que la rentrée approche, sous les yeux des grands savants américains, Robert Millikan, Arthur Compton, et Edison, le plus grand de tous. Pense-t-il ! Sa mère le prévient que c'est leur dernier jour ensemble, le soir même elle commence le travail à l'usine. Elle conseille à son fils de sortir prendre l'air. Ce qu'il fait. Dehors les autres enfants l'attendent et s'étonnent qu'en deux jours il n'ait pas eu le temps de remettre la lettre. Mais il va le faire, il le promet.
Le soir, sa mère partie, il entend son voisin, un dénommé Kaolin Slate, sortir, le suivre semble une bonne idée. L'un derrière l'autre ils arrivent sur le pont de Brooklyn. Travis perd sa cible, la cherche, et aperçoit sur la berge des hommes sortant de l'eau. Il s'enfuit, se cache. Le hasard l'a conduit dans l'usine où sa mère travaille.
Ils rentrent ensemble, Travis expliquant à sa mère ce qui s'est passé. Mais il est tard, elle veut dormir. L'enfant lui n'a pas sommeil et sort dans la montée s'asseoir pour ne pas faire de bruit dans l'appartement.
Ailleurs des hommes discutent, certains sont en scaphandre, d'autres en costume, tous ont le même but, être plus rapide que leur ennemi, le professeur Yasutaro Mitsui qui est sur le point de créer une armée ayant les moyens d'inverser le cours du conflit.
Le lendemain alors qu'il visite l'Empire State Building avec sa mère, Travis aperçoit le vieux, lui court après, heurte un homme, tombe. Sa mère arrive, l'excuse, c'est un enfant. Ce n'est pas grave répond l'homme, il se présente, inspecteur Kelly. Mrs Cooley explique que son fils est intrigué par un voisin ce qui amuse le policier qui y voit une saine curiosité, comme la sienne au même âge.
Au sommet de l'immeuble ils découvrent New York et voient passer des dirigeables au-dessus d'eux.
Le soir, alors qu'il est seul, ses copains frappent à la porte, ils savent que Travis s'est dégonflé.
Travis sort, s'approche des escaliers, il veut s'assurer que ses ''camarades'' sont partis. Il s'aperçoit trop tard que le vieux est sorti, trop tard pour échapper à la main sur son épaule, à l'homme qui l'entraîne chez lui et le confronte. Il l'a vu sur le pont, il l'a vu dans l'immeuble, il sait qu'il l'espionne. Tu es venu me voler mes secrets !!! hurle-t-il avant de se calmer. Il se présente comme un inventeur, un scientifique, l'un des plus grand. Travis lui répond que dans ce cas il devrait aider le gouvernement pour la guerre. L'homme lui répond qu'un savant digne de ce nom ne peut mettre ses inventions au service de la guerre ! Quand Travis lui parle d'Edison, mort trop tôt pour avoir pu aider à gagner la guerre, l'homme se met en colère, traite Travis d'idiot et de sale petit ingrat.
Kathleen, Travis et l'inspecteur Kelly visitent Central Park, discutent de ces prétendus sous-marins nazis remontant l'East River pour se préparer à en torpiller les ponts. Il semble que Mrs Cooley trouve le policier fort sympathique...
Le journaliste Billing continue à travailler sur l'affaire des disparitions de clochards sur l'East River. Parmi les articles dispersés sur son bureau il y en a un évoquant Nikola Tesla, savant éminent et controversé. Aurait-il été enlevé par nos ennemis ?
Travis est surpris d'entendre son voisin frapper, pour une question de vie ou de mort. Comment refuser ? Le vieil homme regarde ses devoirs, l'interroge sur l'énergie, le magnétisme... et lui propose de venir chez lui assister à un phénomène scientifique digne de sa curiosité.
Plus tard le garçonnet repense à la lettre puis va voir son voisin, il a compris qui il était, son nom n'était qu'un anagramme. Il entre, se dirige vers la chambre où le faux Slate semble mort, le voir allongé avec une étrangle boule lumineuse dans la main. Encore une fois la curiosité est la plus forte, il y porte la main...
Le mystère n'en est pas un, vous savez quel savant se cache sous ce nom transparent, un des plus grands, et des plus méconnus, de l'Histoire même si son œuvre peut exciter imagination et fantasmagorie. Qui en a après lui, qui se promène dans le fond de l'Hudson, qui... mais assez de questions, pour les réponses vous savez où les trouver. Une bédé passionnante au graphisme superbe.
Mais à suivre..
''J'l'lai dit !''
- Pardon
Le mec m'a regardé, c'est là que j'ai compris que j'avais parlé à haute voix.
Non, je pensais.
En fait non. J'l'ai dit que je pensais, mais je suis pas sûr. Les autres me regardaient bizarrement. En fait j'ai dit que je voulais pas le dire, mais quand je l'ai dit je savais pas pourquoi.
C'est ça les compartiments des vieux trains, moi je rêve de voitures avec des sièges individuels. Mais j'l'ai pas dit.
On s'regarde en se demandant si quelqu'un va parler, on l'espère mais on veut pas être celui-là, et le voisin pareil, y'a comme une attente dans son regard et dans le mien. Donc j'le pense, lui aussi, et tout le monde.
J'voulais le dire, mais quoi ? En réfléchissant avant de parler on n'ose plus ouvrir la bouche. J'me le dit, mais j'en reste là, avec mon avis que je partage avec moi-même.
Souvent, j'ai failli le dire. Dans le train on veut tuer le temps mais on sait pas comment alors on fait semblant de dormir.
J'l'ai dit une fois, ailleurs, tout le monde m'a regardé comme si j'avais dit un truc sensé qui les avait étonné. Vaut mieux dire une bêtise, ça engage à rien, et surtout pas à répondre.
Ça, j'l'ai toujours dit !
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| Bienvenue sur ce blog ! Vous y découvrirez mes goûts, et dégoûts parfois, dans un désordre qui me ressemble ; y partagerez mon état d'esprit au fil de son évolution, parfois noir, parfois seulement gris (c'est le moins pire que je puisse faire !) et si vous revenez c'est que vous avez trouvé ici quelque chose qui vous convenait et désirez en explorant mon domaine faire mieux connaissance avec les facettes les moins souriantes de votre personnalité. |
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