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La réalité est-elle mathématique ?

5 participants

descriptionLa réalité est-elle mathématique ? - Page 3 EmptyRe: La réalité est-elle mathématique ?

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PhiloGL a écrit:
Des photos d'atomes :


Il est plus difficile d’observer des particules subatomiques (principe d’incertitude d’Heisenberg). Cependant, on parvient à observer les fonctions d’ondes d'électrons en mouvement :

Sciences-et-Avenir.com, Electrons en mouvement, 25/02/2010.

La première photographie instantanée d'électrons en mouvement au cœur d’une molécule vient d'être obtenue par des physiciens français.
 
Reconstruction de la fonction d’onde, à deux instants séparés de 1500 ± 300 as, permettant de visualiser le déplacement d’un “trou” dans la densité électronique produit par l’interaction de la molécule de diazote avec le laser intense. Les points noirs indiquent la position des atomes dans la molécule. © Nature PhysicsReconstruction de la fonction d’onde, à deux instants séparés de 1500 ± 300 as, permettant de visualiser le déplacement d’un “trou” dans la densité électronique produit par l’interaction de la molécule de diazote avec le laser intense. Les points noirs indiquent la position des atomes dans la molécule. © Nature Physics © NATURE PHYSICS
 
L’observation des particules subatomiques (électrons, protons, photons) reste un problème pour les physiciens. En effet, à cette échelle toute tentative de mesure influe directement sur la particule de sorte qu’il est impossible de connaître simultanément sa position et sa vitesse, c’est le fameux principe d’incertitude d’Heisenberg. Du coup, les mesures que l'on effectue sur la vitesse, la position ou toute autre grandeur physique de particules subatomiques n'expriment donc pas des certitudes, mais seulement des probabilités.
 
Pour représenter ces probabilités les physiciens utilisent un outil mathématique appelé fonction d’onde qui reflète l’état quantique des particules. Les fonctions d’ondes permettent de calculer la probabilité de présence des particules à un instant t. Cette modélisation du comportement particulaire n’est cependant pas qu’une simple opération de pensée, des expériences indiquent effectivement que les fonctions d’ondes sont observables.
 
Dans la revue Nature Physics, des chercheurs français, du Cnrs et du Commissariat à l’énergie atomique, décrivent comment ils ont réussi à observer les fonctions d’ondes des électrons de la molécule de diazote (N2). La méthode repose sur une analyse tomographique du rayonnement X émis par des molécules excitées par une impulsion laser intense. En utilisant un laser attoseconde (une attoseconde équivaut à 10 -18 seconde), les chercheurs ont obtenu un "instantané" de la fonction d'onde des électrons de la molécule excitée par le laser, 1500 attosecondes après sa mise en mouvement.
 
Dans certaines conditions les fonctions d'ondes sont donc observables. On peut ainsi espérer réaliser des "films" expérimentaux montrant les états électroniques au niveau des électrons à diverses étapes de réactions chimiques.
 
J.I.

https://www.sciencesetavenir.fr/fondamental/electrons-en-mouvement_22547


descriptionLa réalité est-elle mathématique ? - Page 3 EmptyRe: La réalité est-elle mathématique ?

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Il est plus difficile d’observer des particules subatomiques (principe d’incertitude d’Heisenberg). Cependant, on parvient à observer les fonctions d’ondes d'électrons en mouvement :



Le "principe d'incertitude" (plus précisément, le théorème d'indétermination) de Heisenberg ne dit pas qu'il est difficile d'"observer" un phénomène sub-atomique mais qu'il existe une limite à la précision de la connaissance de plusieurs paramètres liés à une même particule (par exemple position et vitesse). Du coup, la connaissance de telles particules devient foncièrement probabiliste et non pas assertorique comme on le pense depuis Galilée. Et ce, non pas pour des raisons subjectives, liées aux limitations des facultés cognitives humaines, mais pour des raisons objectives liées au caractère indéterminé du réel sub-atomique (cf. la notion de propension objective développée par Popper). Dans ces conditions, on comprend que la notion d'observation prend un sens tout à fait particulier, très éloigné, en tout cas, de ce que l'on entend ordinairement par là. Comme l'explique Bachelard, le scientifique n'observe plus avec ses sens ("obstacle épistémologique") mais par et dans un protocole rationnel où mathématiques, technologies et imagination interprétative sont indissociables (cf. les débats récents au sujet de l'expérimentation par le CERN de l'existence du boson de Higgs en 2012).
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