1
00:00:06,745 --> 00:00:10,812
Le principe d'incertitude d'Heisenberg
est l'une de ces rares idées

2
00:00:10,812 --> 00:00:14,486
de la physique quantique 
à se répandre dans la culture populaire.

3
00:00:14,486 --> 00:00:18,142
Il stipule que l'on ne peut jamais 
connaitre simultanément la position exacte

4
00:00:18,142 --> 00:00:20,587
et la vitesse exacte d'un objet 


5
00:00:20,587 --> 00:00:22,832
et apparaît comme une métaphore
de presque tout,

6
00:00:22,832 --> 00:00:26,009
de la critique littéraire 
au commentaire sportif.

7
00:00:26,009 --> 00:00:29,429
L'incertitude est souvent expliquée 
comme un résultat de la mesure,

8
00:00:29,429 --> 00:00:34,561
que l'acte de mesurer la position d'un
objet modifie sa vitesse, ou vice versa.

9
00:00:34,561 --> 00:00:37,968
La véritable origine est beaucoup plus 
profonde et plus étonnante.

10
00:00:37,968 --> 00:00:41,759
Le Principe d'Incertitude existe
parce que tout dans l'univers

11
00:00:41,759 --> 00:00:46,318
se comporte à la fois comme
une onde et une particule en même temps.

12
00:00:46,318 --> 00:00:50,458
En mécanique quantique, la position exacte
et la vitesse exacte d'un objet

13
00:00:50,458 --> 00:00:51,906
n'ont pas de signification.

14
00:00:51,906 --> 00:00:54,807
Pour le comprendre,
nous devons réfléchir à ce que signifie

15
00:00:54,807 --> 00:00:57,053
se comporter comme
une particule ou une onde.

16
00:00:57,053 --> 00:01:01,857
Les particules, par définition, existent 
à chaque instant, dans un seul endroit.

17
00:01:01,857 --> 00:01:05,286
Nous pouvons le représenter 
sur un graphique.

18
00:01:05,286 --> 00:01:09,030
La probabilité de trouver l'objet 
à un endroit précis ressemble à un pic :

19
00:01:09,030 --> 00:01:13,317
100% à une position spécifique, 
et zéro partout ailleurs.

20
00:01:13,317 --> 00:01:15,157
Les ondes, en revanche,

21
00:01:15,157 --> 00:01:17,747
sont des perturbations qui
se propagent dans l'espace,

22
00:01:17,747 --> 00:01:19,931
comme des ondulations
à la surface d'un étang.

23
00:01:19,931 --> 00:01:21,599
Nous pouvons clairement identifier

24
00:01:21,599 --> 00:01:24,040
les caractéristiques de la forme d'onde 
dans son ensemble,

25
00:01:24,040 --> 00:01:25,813
surtout sa longueur d'onde,

26
00:01:25,813 --> 00:01:28,440
qui est la distance entre 
deux sommets voisins,

27
00:01:28,440 --> 00:01:30,249
ou deux creux voisins.

28
00:01:30,249 --> 00:01:33,247
Mais nous ne pouvons pas lui attribuer
une position unique.

29
00:01:33,247 --> 00:01:36,272
Elle a une bonne probabilité d'être 
dans de nombreux différents endroits.

30
00:01:36,772 --> 00:01:39,069
La longueur d'onde est essentielle
en physique quantique

31
00:01:39,069 --> 00:01:42,179
parce qu'elle est liée
à son moment,

32
00:01:42,179 --> 00:01:43,854
le produit de la masse par la vitesse.

33
00:01:43,854 --> 00:01:46,959
Un objet se déplaçant rapidement
a un moment important,

34
00:01:46,959 --> 00:01:50,019
ce qui correspond 
à une très courte longueur d'onde.

35
00:01:50,019 --> 00:01:52,398
Un objet lourd a un moment important,

36
00:01:52,398 --> 00:01:54,307
même si il n'est pas 
en mouvement très rapide,

37
00:01:54,307 --> 00:01:57,356
ce qui signifie de nouveau
une très courte longueur d'onde.

38
00:01:57,356 --> 00:01:59,128
C'est pourquoi nous ne remarquons pas

39
00:01:59,128 --> 00:02:01,240
la nature ondulatoire 
des objets du quotidien.

40
00:02:01,240 --> 00:02:03,054
Si vous jetez une balle
de baseball en l'air,

41
00:02:03,054 --> 00:02:07,029
sa longueur d'onde est un milliardième
du billionième du billionième de mètre,

42
00:02:07,029 --> 00:02:09,364
beaucoup trop petite pour être détectée.

43
00:02:09,364 --> 00:02:12,614
En revanche, les petites choses, comme
des atomes ou des électrons,

44
00:02:12,614 --> 00:02:16,142
peuvent avoir des longueurs d'onde
assez grandes pour être mesurées.

45
00:02:16,142 --> 00:02:19,635
Donc, si nous avons une onde pure, 
nous pouvons mesurer sa longueur d'onde,

46
00:02:19,635 --> 00:02:22,871
et par conséquent, son moment,
mais elle n'a pas de position.

47
00:02:22,871 --> 00:02:25,579
Nous pouvons très bien connaître 
la position d'une particule,

48
00:02:25,579 --> 00:02:27,541
mais elle n'a pas de longueur d'onde,

49
00:02:27,541 --> 00:02:28,894
son moment
reste donc inconnu.

50
00:02:28,894 --> 00:02:31,600
Pour obtenir les deux à la fois,

51
00:02:31,600 --> 00:02:33,730
nous avons besoin de mélanger
les deux images,

52
00:02:33,730 --> 00:02:37,233
de faire un graphique qui a des ondes, 
mais seulement dans une petite zone.

53
00:02:37,233 --> 00:02:38,800
Comment pouvons-nous faire cela ?

54
00:02:38,800 --> 00:02:41,554
En combinant les ondes 
de différentes longueurs d'onde,

55
00:02:41,554 --> 00:02:44,870
ce qui signifie donner à notre 
objet quantique la possibilité d'avoir

56
00:02:44,870 --> 00:02:46,706
différents moments.

57
00:02:46,706 --> 00:02:49,332
Lorsque nous additionnons deux ondes, 
il y a des endroits

58
00:02:49,332 --> 00:02:51,705
où les sommets s'ajoutent,
pour former une onde plus grande

59
00:02:51,705 --> 00:02:53,033
et d'autres endroits

60
00:02:53,033 --> 00:02:56,221
où les sommets de l'une
vont combler les creux de l'autre.

61
00:02:56,221 --> 00:02:58,649
Le résultat comporte des endroits
avec des sommets

62
00:02:58,649 --> 00:03:01,106
séparées par des endroits plats.

63
00:03:01,106 --> 00:03:02,860
Si nous ajoutons une troisième onde,

64
00:03:02,860 --> 00:03:05,709
les régions où les ondes s'annulent
grandissent,

65
00:03:05,709 --> 00:03:09,891
une quatrième onde amplifie cela,
avec des sommets plus étroits.

66
00:03:09,891 --> 00:03:13,229
En continuant à ajouter des ondes,
nous pouvons faire un paquet d'ondes

67
00:03:13,229 --> 00:03:16,168
avec une longueur d'onde claire 
dans une petite zone.

68
00:03:16,168 --> 00:03:20,224
C'est un objet quantique avec une nature
à la fois ondulatoire et corpusculaire,

69
00:03:20,224 --> 00:03:23,311
mais pour ce faire, nous avons dû 
perdre toute certitude

70
00:03:23,311 --> 00:03:25,805
sur sa position et son moment.

71
00:03:25,805 --> 00:03:28,223
Sa position n'est pas limitée
à un seul point.

72
00:03:28,223 --> 00:03:31,288
Il y a une bonne probabilité de le trouver
dans une zone bornée

73
00:03:31,288 --> 00:03:33,127
en dehors du centre du paquet d'ondes;

74
00:03:33,127 --> 00:03:36,046
et nous avons formé ce paquet
en additionnant de nombreuses ondes :

75
00:03:36,046 --> 00:03:39,062
il est donc possible trouver cet objet 
avec un moment

76
00:03:39,062 --> 00:03:41,731
correspondant à n'importe laquelle 
de ces ondes.

77
00:03:41,731 --> 00:03:44,660
La position et le moment 
sont incertains,

78
00:03:44,660 --> 00:03:46,236
et ces incertitudes sont reliées.

79
00:03:46,236 --> 00:03:48,919
Si vous voulez réduire 
l'incertitude sur la position,

80
00:03:48,919 --> 00:03:52,258
en faisant un paquet d'ondes plus petit,
vous devez ajouter plus d'ondes,

81
00:03:52,258 --> 00:03:55,115
d'où une plus grande incertitude 
quant au moment.

82
00:03:55,115 --> 00:03:56,974
Pour mieux connaitre
le moment,

83
00:03:56,974 --> 00:03:58,973
il vous faut un paquet d'ondes plus grand,

84
00:03:58,973 --> 00:04:01,172
donc plus d'incertitude sur la position.

85
00:04:01,172 --> 00:04:03,331
Voilà le principe d'incertitude 
de Heisenberg,

86
00:04:03,331 --> 00:04:04,793
établi pour la première fois

87
00:04:04,793 --> 00:04:08,625
par le physicien allemand
Werner Heisenberg en 1927.

88
00:04:08,625 --> 00:04:12,589
Cette incertitude est pas une question
de mesure mal ou bien effectuée,

89
00:04:12,589 --> 00:04:14,520
mais un résultat inéluctable

90
00:04:14,520 --> 00:04:17,451
de la combinaison 
des natures ondulatoire et corpusculaire.

91
00:04:17,451 --> 00:04:20,823
Le principe d'incertitude est pas 
une simple limite pratique à la mesure.

92
00:04:20,823 --> 00:04:23,733
C'est une limite sur les propriétés
qu'un objet peut avoir,

93
00:04:23,733 --> 00:04:28,157
intégré à la structure fondamentale 
de l'univers lui-même.