L’histoire de la physique quantique est aussi riche que les phénomènes qu’elle
décrit sont étranges. Depuis une centaine d’années, de nombreux person-
nages tous plus imaginatifs les uns que les autres – d’Albert Einstein à Richard
Feynman – se sont penchés sur le cœur des atomes et la nature des forces qui
y opèrent. Mais la physique a surpassé leurs imaginations pourtant fécondes.
Le monde quantique est contrôlé par la physique de l’infiniment petit. Mais les
événements subatomiques ne sont pas prévisibles et sont souvent déroutants.
Des particules élémentaires apparaissent et disparaissent, et ce qui semblait
familier, comme la lumière, se comporte un jour comme une onde et le lende-
main comme un flux de billes.
Plus nous en avons appris, plus l’univers quantique est devenu étrange.
L’information peut être « intriquée » entre des particules, ce qui augmente
l’éventualité que tout soit connecté par des fils invisibles. Les messages quan-
tiques sont transmis et reçus simultanément, ce qui semble en contradiction
avec le principe selon lequel aucun signal ne peut être transmis plus vite que
la lumière.
La physique quantique n’est pas intuitive – le monde subatomique se comporte
différemment du monde classique qui nous est familier. Pour la comprendre,
nous allons suivre la façon dont cette discipline s’est construite et découvrir
les questions auxquelles les pionniers de la théorie se sont trouvés confrontés.
Les premiers chapitres résument comment elle est apparue à l’aube du xxe siècle,
quand les physiciens commencèrent à disséquer l’atome et à comprendre la
nature de la lumière. Max Planck introduisit le terme de « quanta » , persuadé
que l’énergie n’était pas continue, mais se présentait sous forme de paquets.
L’idée fut appliquée à la structure de l’atome, où les électrons tournent autour
d’un noyau compact.
La mécanique quantique émergea de ces travaux, avec tous ses paradoxes. En
même temps que la physique des particules progressait, les théories quantiques
des champs et le modèle standard apparurent pour tenter d’apporter des expli-
cations. Nous explorerons aussi quelques conséquences de ces théories, par
exemple sur la cosmologie quantique et les concepts de réalité, et nous évo-
querons des développements techniques récents, tels les boîtes quantiques et
les ordinateurs quantiques.
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