EM : L’importance de l’eau (XXVII)

Pour connaître l’énergie d’un système mécanique, électromagnétique ou quantique il existe un opérateur mathématique qui s’appelle l’Hamiltonien. En mécanique ou chimie quantique, cet opérateur représentant l’énergie des électrons et des noyaux dans une molécule permet de calculer numériquement sans trop de peine l’énergie du système. Bien entendu, sans trop de peine veut dire beaucoup de puissance calcul ;-( cet opérateur permet ainsi de décrire l’évolution d’un système quantique au cours du temps. La mécanique classique ou la physique classique est foncièrement causale, on peut même pousser la causalité à l’extrême du déterminisme. Cela veut dire que si je n’applique pas une force sur une boule au repos, celle-ci ne bougera pas dans le référentiel dans lequel je l’examine. La causalité vient du fait que si elle bouge alors c’est parce qu’une force lui a été imposée.

A la différence de la physique classique que nous appelons aussi parfois newtonienne, la physique quantique pénètre dans un monde inaccessible à non sens et seules les mathématiques abstraites permettent de décrire. La physique quantique intervient, bien évidemment, dans l’étude des molécules, des atomes, des électrons et des quarks et toute autre particule élémentaire dont la taille est extrêmement faible pour notre échelle. Dans la physique classique, nous voyons des points (représentant des boules) des coordonnées indiquant la position de la boule, nous pouvons également mesurer une vitesse à un certain point, mais en mécanique quantique, il est impossible de déterminer l’endroit exact où se trouverait l’électron ou le proton, dès que nous l’identifions, la particule n’y est plus, ou encore nous ne pouvons déterminer simplement une vitesse de la particule, car nous ne savons pas où elle est ;-( Par conséquent, l’Hamiltonien nous donnerait l’énergie totale, à savoir l’énergie cinétique (issue du déplacement de la boule) et l’énergie potentielle (le positionnement de la boule par rapport au sol) grâce à la position de la boule et de sa vitesse dans le cadre de la mécanique classique, il ne pourrait pas le faire dans le cadre de la physique quantique. C’est pour cela qu’en physique quantique, on parle de fonctions d’ondes d’une particule, d’un électron, cela revient à définir une fonction qui représenterait l’espace dans lequel, l’électron ou la particule serait présent à tant de pourcent de probabilité.

Et donc, en physique quantique, ce qu’on pourrait voir y est remplacé par des fonctions d’ondes ; des quantités telles qu’une position ou une vitesse qu’on exprimerait sur des nombres deviennent des matrices (ou si vous voulez des tableaux de nombres) ; des opérateurs (des notions de mathématiques pures). Au lieu de la certitude excessive du déterminisme, dans le cadre de la mécanique classique, qui prédit que si la boule a été laissée au repos à tel endroit, le lendemain, je la retrouverai au même endroit si aucune sollicitation extérieure n’est venue la déplacer, en mécanique quantique, nous avons affaire à un hasard absolu et l’antagonisme semble total 😉 ou alors s’il y a déterminisme, celui-ci est lié à une probabilité, ainsi, je saurai peut-être dire qu’il y a tant de pourcent de chance que la boule sera au repos au même endroit que nous l’avons laissée il y a quelques secondes et je serai heureux si cette probabilité dépasserait quelques dizaines de pourcent, surtout si la particule est soumise à des sollicitations extérieures comme par exemple, la chaleur, la lumière, des rayonnements électromagnétiques, ou tout simplement la présence de molécules ou de particules autres…

Ainsi, nous pouvons dire que contrairement à nos certitudes bien établies dans notre quotidien à notre échelle, le monde quantique n’est pas fait pour que notre cerveau puisse y comprendre grand chose. Nos principes et nos certitudes sont ébranlés et nous sommes sans aucune certitude ;-( Alors certains physiciens disent que le monde de l’infiniment petit est en quelque sorte une fenêtre ouverte pour saisir l’étendu de l’au-delà qui nous attend et les trois dimensions dans les quelles nous sommes mis en cage est le monde déterministe dans lequel nous sommes condamnés à errer sans comprendre l’au-delà 😉

Nous allons voir comment cela s’applique à la molécule d’eau dans les prochains articles de cette série …

A suivre …


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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