Forum d'astronomie de Planète Astronomie

Bonjour,

Je commence à peine l'étude de la physique quantique. Peut-on m'expliquer de manière simple comment passe-t-on des particules aux ondes ?

Merci,

Odile.

Je ne comprends pas vraiment pourquoi tu te poses cette question. Dans quelle cadre étudies-tu la mécanique quantique ?

Il faut comprendre qu’avant le XXème siècle, l’on se représentait les particules qui nous composent comme des corpuscules, c’est-à-dire de minuscules boules de billard indéformables.

Cependant, l’on a montré via certaines expériences que cette description est incorrecte. En effet, cela ne permet pas d’expliquer les figures d’interférences de la lumière, mais également les figures d’interférences obtenues, lors de la diffraction d’électrons dans un réseau cristallin.

Donc on passe des corpuscules aux ondes par le terrain de l’expérience. C’est pourquoi cela justifie le formalisme de la mécanique quantique, avec le postulat de la fonction d’onde (qui est toute l’information que l’on peut avoir d’un système), et cette fonction d’onde est décrite en première approximation par l’équation de Schrödinger.

De manière simple ? bah parce qu'une onde, c'est justement une particule.

Quand tu as dit ça, tu n'as pas dit grand chose...

Peut-on m'expliquer de manière simple comment passe-t-on des particules aux ondes ?

Oui !

En général une particule à toujours un spin,
Et on sait qu'une onde peut se décomposer en plusieurs spins de directions différentes.

Donc soit une particule aurait plusieurs spins ?
soit plusieurs particules seraient liées ?

Peut-on m'expliquer de manière simple comment passe-t-on des particules aux ondes ?

Oui !

En général une particule à toujours un spin,

Non pas toujours, par exemple le boson de Higgs est un boson scalaire, donc le spin est nul.

Et on sait qu'une onde peut se décomposer en plusieurs spins de directions différentes.

Euh... non pas du tout. Le spin est une quantité intrinsèque de la particule. Elle a une norme, mais les 3 directions ne peuvent pas être déterminées simultanément, en langage de physicien, les opérateurs de spin ne commutent pas.

Donc soit une particule aurait plusieurs spins ?
soit plusieurs particules seraient liées ?

Le spin est une propriété qui n'a pas d'équivalent classique. On se représente cela comme une particule tournant sur elle-même. L'analogie classique a des limites, on ne peut pas parler de rotation pour des particules que l'on considère comme ponctuelles.

Donc non, une particule n'a qu'un seul spin en norme. Par contre, on peut observer le spin projeté dans une direction de référence, et la valeur observée dans cette direction de référence dépend de la norme.

La norme valant racine[s(s+1)]
Alors la valeur du spin peut valoir -s, -s+1, ...., s-1, s
soit 2s+1 valeurs possibles. (s étant entier ou demi-entier).

Quant au comportement collectif, c'est lié au théorème spin-orbite (à voir avec la statistique Fermi-Dirac, ou Bose-Einstein).