EM : L'effet tunnel quantique

Afin d’apprécier les différentes séries sur les cellules biologiques, il m’est nécessaire de faire une digression sur l’effet tunnel quantique. Vous avez tous compris, je ne suis pas un spécialiste, mais suffisamment curieux pour m’y intéresser afin de comprendre les mécanismes d’échanges possibles entre la cellule et son environnement. Sur l’effet tunnel quantique, vous trouverez des sites bien plus intéressant si vous voulez l’approfondir. Ici, je me contenterai du stricte minimum pour permettre au lecteur d’apprécier la suite qui viendra dans les différentes séries sur les cellules.

En mécanique classique ou plutôt dans le monde de tous les jours, une bille lâchée en haut d’une colline gagne une énergie cinétique (de mouvement) et si cette énergie est suffisamment importante, lorsqu’elle arrive dans la vallée (une cuvette), elle peut remonter jusqu’à la cime de la prochaine colline et ainsi redescendre le long du flanc, si par contre, l’énergie acquise lors de sa première descente est insuffisante, elle remontera le long du flanc de la colline suivante pour redescendre et au bout de plusieurs va et vient, restera piégée dans la cuvette. Ainsi, en mécanique classique, il est question d’une énergie minimale que la bille doit acquérir si elle espère gravir une autre cime, sans cette énergie, elle est condamnée à rester dans le creux entre deux cimes. Nous voyons une application de la mécanique classique dans les fêtes foraines avec les montagnes russes.

En mécanique quantique, c’est tout autrement. La même bille, en l’occurrence une particule quantique comme un photon, un électron, une particule alpha n’est pas obligée de posséder une énergie minimale pour gravir une cime, il y a ce que l’on appelle un « effet tunnel » comme s’il existait un tunnel ou un raccourci pour permettre à la particule de passer de l’autre côté de la colline sans passer par son sommet. Ceci est du au fait que l’on ne puisse pas localiser une particule, car si on la localise, elle n’est déjà plus là. Elle est très capricieuse. Si on cherche à connaître sa vitesse, encore moins, saura-t-on où elle est, par conséquent, au mieux, on s’en remet à connaître la probabilité de sa présence. Or, on constate que la probabilité de présence de notre particule suit une fonction d’onde, comme si périodiquement elle prenait une certaine position dans l’espace. Toujours est-il que notre particule pourrait se retrouver de l’autre côté de la colline sans pour autant qu’elle possède une énergie nécessaire pour remonter puis descendre. L’onde de probabilité montre qu’elle est tout à fait capable de se trouver de l’autre côté à un instant t. Voilà donc l’effet tunnel.

J’invite le lecteur curieux à approfondir ce sujet qui sera repris dans l’étude des cellules biologiques dans les différentes séries.

Enfin, une note importante tirée du livre de Michel Le Bellac que je cite ci-dessous,

Toutes les particules de la physique microscopique : électrons, protons, neutrons, atomes, molécules… partagent ce comportement surprenant. Et pourquoi se limiter aux particules microscopiques ? Les protéines et les virus, les boules de billard et même les éléphants ne seraient-ils pas aussi des objets quantiques ? Nous ne savons pas répondre avec certitude à la question : existe-t-il une limite de taille au comportement quantique ? Nous avons cependant quelques indications sur une réponse possible …

Fin de citation


Les vues présentées sont les miennes et peuvent évoluer sans qu’il soit nécessaire de faire une mise à jour dans l’article même. Il se pourrait que j’apporte des rectifications ou évolutions dans l’avenir dans un autre article, si de nouveaux éléments viennent contredire mes propos. Les articles présentés ne constituent en rien une invitation à suivre aveuglement.

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