Heurs et malheurs de la physique quantique. Des vérités incroyables

Avec les théories de la relativité, la physique quantique est une de ces révolutions conceptuelles qui ont, au cours du XXe siècle, tout changé à notre compréhension de la nature. Si fascinantes que soient ses applications laser, cryptographie, GPS, ordinateur, imagerie médicale, la physique quantique fait cependant intervenir des paradoxes déroutants pour notre logique ordinaire. Pénétrer les arcanes du monde quantique, c'est donc aussi accepter d'utiliser le langage des équations, dont les auteurs donnent ici une approche accessible et graduée, n'excédant pas le niveau du premier cycle universitaire et n'oubliant jamais les vertus de l'approche historique. Se révèle ainsi l'univers fabuleux des particules élémentaires, des forces fondamentales de la nature, de la cosmologie et des énigmes de l'espace-temps, thèmes sur lesquels doit s'édifier toute réflexion moderne sur la nature et ses lois. Mais acquérir une certaine familiarité avec le monde quantique ne signifie pas en pénétrer tous les mystères. A propos de la déconcertante "non-localité", qui met en communication deux systèmes quantiques que rien ne relie, les auteurs préviennent qu'il est tout juste possible de développer une "intuition quantique". Voilà de quoi éveiller les neurones les plus assoupis.

Dans l'Antiquité, les Grecs considéraient que les constituants du monde dérivaient de quatre éléments essentiels: la terre, l'eau, l'air et le feu. Il n'est pas difficile de voir dans les trois premiers l'équivalent de nos états solide, liquide et gazeux. Mais l'état physique le plus répandu dans l'Univers - correspondant au feu des Anciens - n'est apparu que récemment et n'a été reconnu par la communauté des physiciens qu'en 1928: c'est le plasma. Cet état très étrange - gazeux, électrique, lumineux, impalpable - reste le plus exotique et le plus inattendu. Il a donné naissance aux trois autres états puisque, à l'exception des éléments ultra-légers que sont l'hydrogène et l'hélium, tous ceux qui constituent notre monde (carbone, oxygène, fer, etc.) sont apparus dans ces fourneaux gigantesques, ces monstres de plasma, qu'étaient les premières étoiles. La vie elle-même en découle par ricochet, ce qui a permis de dire que nous ne sommes que des "poussières d'étoiles". Découvert d'abord en laboratoire, le plasma existe naturellement sur notre planète et sa manifestation la plus connue n'est autre que la foudre. Plus on s'éloigne de notre planète, plus on rencontre cet étrange milieu plasmatique: dans la magnétosphère, le Soleil, les étoiles et les terrifiants corps cosmiques qui semblent setapir au c?ur des galaxies et peupler les confins de l'Univers. (Jean-Pierre Pharabod, extrait de la préface)

En 1984, Sven Ortoli et Jean-Pierre Pharabod publiaient Le Cantique des quantiques, un livre salué à l'époque comme l'un des meilleurs ouvrages de vulgarisation sur le difficile sujet de la mécanique quantique, traduit en six langues, vendu à 70 000 exemplaires en langue française. Mais, depuis un quart de siècle, le paysage a radicalement changé : la manipulation et l'observation d'éléments quantiques uniques (un électron, un photon, un ion, un atome, une molécule...), engagées dans les années 1960, sont devenues faciles et presque banales. Des idées invraisemblables sont devenues testables et des expériences jusque-là impossibles ont été réalisées : leurs résultats sont venus confirmer et amplifier les aspects les plus déroutants de la théorie des quanta, ouvrant la porte à des applications techniques révolutionnaires, comme l'ordinateur quantique. Fables éclairantes et schémas à l'appui, les auteurs dessinent ici dans un langage clair, drôle et rigoureux, les nouveaux contours de cet étrange monde quantique sans lequel nous n'aurions ni Internet, ni ordinateur, ni téléphones portables, ni... rien de ce qui a permis la société de la communication. Un monde hors de l'espace-temps, où les particules savent se téléporter et vraisemblablement remonter le temps... Un monde dont les nouvelles frontières, théoriques et expérimentales, plongeront le lecteur dans un inexorable mais délicieux vertige métaphysique.