WEBVTT

00:00:06.745 --> 00:00:10.812
Le principe d'incertitude d'Heisenberg
est l'une de ces rares idées

00:00:10.812 --> 00:00:14.486
de la physique quantique 
à se répandre dans la culture populaire.

00:00:14.486 --> 00:00:18.142
Il stipule que l'on ne peut jamais 
connaitre simultanément la position exacte

00:00:18.142 --> 00:00:20.587
et la vitesse exacte d'un objet 


00:00:20.587 --> 00:00:22.832
et apparaît comme une métaphore
de presque tout,

00:00:22.832 --> 00:00:26.009
de la critique littéraire 
au commentaire sportif.

00:00:26.009 --> 00:00:29.429
L'incertitude est souvent expliquée 
comme un résultat de la mesure,

00:00:29.429 --> 00:00:34.561
que l'acte de mesurer la position d'un
objet modifie sa vitesse, ou vice versa.

00:00:34.561 --> 00:00:37.968
La véritable origine est beaucoup plus 
profonde et plus étonnante.

00:00:37.968 --> 00:00:41.759
Le Principe d'Incertitude existe
parce que tout dans l'univers

00:00:41.759 --> 00:00:46.318
se comporte à la fois comme
une onde et une particule en même temps.

00:00:46.318 --> 00:00:50.458
En mécanique quantique, la position exacte
et la vitesse exacte d'un objet

00:00:50.458 --> 00:00:51.906
n'ont pas de signification.

00:00:51.906 --> 00:00:54.807
Pour le comprendre,
nous devons réfléchir à ce que signifie

00:00:54.807 --> 00:00:57.053
se comporter comme
une particule ou une onde.

00:00:57.053 --> 00:01:01.857
Les particules, par définition, existent 
à chaque instant, dans un seul endroit.

00:01:01.857 --> 00:01:05.286
Nous pouvons le représenter 
sur un graphique.

00:01:05.286 --> 00:01:09.030
La probabilité de trouver l'objet 
à un endroit précis ressemble à un pic :

00:01:09.030 --> 00:01:13.317
100% à une position spécifique, 
et zéro partout ailleurs.

00:01:13.317 --> 00:01:15.157
Les ondes, en revanche,

00:01:15.157 --> 00:01:17.747
sont des perturbations qui
se propagent dans l'espace,

00:01:17.747 --> 00:01:19.931
comme des ondulations
à la surface d'un étang.

00:01:19.931 --> 00:01:21.599
Nous pouvons clairement identifier

00:01:21.599 --> 00:01:24.040
les caractéristiques de la forme d'onde 
dans son ensemble,

00:01:24.040 --> 00:01:25.813
surtout sa longueur d'onde,

00:01:25.813 --> 00:01:28.440
qui est la distance entre 
deux sommets voisins,

00:01:28.440 --> 00:01:30.249
ou deux creux voisins.

00:01:30.249 --> 00:01:33.247
Mais nous ne pouvons pas lui attribuer
une position unique.

00:01:33.247 --> 00:01:36.272
Elle a une bonne probabilité d'être 
dans de nombreux différents endroits.

00:01:36.772 --> 00:01:39.069
La longueur d'onde est essentielle
en physique quantique

00:01:39.069 --> 00:01:42.179
parce qu'elle est liée
à son moment,

00:01:42.179 --> 00:01:43.854
le produit de la masse par la vitesse.

00:01:43.854 --> 00:01:46.959
Un objet se déplaçant rapidement
a un moment important,

00:01:46.959 --> 00:01:50.019
ce qui correspond 
à une très courte longueur d'onde.

00:01:50.019 --> 00:01:52.398
Un objet lourd a un moment important,

00:01:52.398 --> 00:01:54.307
même si il n'est pas 
en mouvement très rapide,

00:01:54.307 --> 00:01:57.356
ce qui signifie de nouveau
une très courte longueur d'onde.

00:01:57.356 --> 00:01:59.128
C'est pourquoi nous ne remarquons pas

00:01:59.128 --> 00:02:01.240
la nature ondulatoire 
des objets du quotidien.

00:02:01.240 --> 00:02:03.054
Si vous jetez une balle
de baseball en l'air,

00:02:03.054 --> 00:02:07.029
sa longueur d'onde est un milliardième
du billionième du billionième de mètre,

00:02:07.029 --> 00:02:09.364
beaucoup trop petite pour être détectée.

00:02:09.364 --> 00:02:12.614
En revanche, les petites choses, comme
des atomes ou des électrons,

00:02:12.614 --> 00:02:16.142
peuvent avoir des longueurs d'onde
assez grandes pour être mesurées.

00:02:16.142 --> 00:02:19.635
Donc, si nous avons une onde pure, 
nous pouvons mesurer sa longueur d'onde,

00:02:19.635 --> 00:02:22.871
et par conséquent, son moment,
mais elle n'a pas de position.

00:02:22.871 --> 00:02:25.579
Nous pouvons très bien connaître 
la position d'une particule,

00:02:25.579 --> 00:02:27.541
mais elle n'a pas de longueur d'onde,

00:02:27.541 --> 00:02:28.894
son moment
reste donc inconnu.

00:02:28.894 --> 00:02:31.600
Pour obtenir les deux à la fois,

00:02:31.600 --> 00:02:33.730
nous avons besoin de mélanger
les deux images,

00:02:33.730 --> 00:02:37.233
de faire un graphique qui a des ondes, 
mais seulement dans une petite zone.

00:02:37.233 --> 00:02:38.800
Comment pouvons-nous faire cela ?

00:02:38.800 --> 00:02:41.554
En combinant les ondes 
de différentes longueurs d'onde,

00:02:41.554 --> 00:02:44.870
ce qui signifie donner à notre 
objet quantique la possibilité d'avoir

00:02:44.870 --> 00:02:46.706
différents moments.

00:02:46.706 --> 00:02:49.332
Lorsque nous additionnons deux ondes, 
il y a des endroits

00:02:49.332 --> 00:02:51.705
où les sommets s'ajoutent,
pour former une onde plus grande

00:02:51.705 --> 00:02:53.033
et d'autres endroits

00:02:53.033 --> 00:02:56.221
où les sommets de l'une
vont combler les creux de l'autre.

00:02:56.221 --> 00:02:58.649
Le résultat comporte des endroits
avec des sommets

00:02:58.649 --> 00:03:01.106
séparées par des endroits plats.

00:03:01.106 --> 00:03:02.860
Si nous ajoutons une troisième onde,

00:03:02.860 --> 00:03:05.709
les régions où les ondes s'annulent
grandissent,

00:03:05.709 --> 00:03:09.891
une quatrième onde amplifie cela,
avec des sommets plus étroits.

00:03:09.891 --> 00:03:13.229
En continuant à ajouter des ondes,
nous pouvons faire un paquet d'ondes

00:03:13.229 --> 00:03:16.168
avec une longueur d'onde claire 
dans une petite zone.

00:03:16.168 --> 00:03:20.224
C'est un objet quantique avec une nature
à la fois ondulatoire et corpusculaire,

00:03:20.224 --> 00:03:23.311
mais pour ce faire, nous avons dû 
perdre toute certitude

00:03:23.311 --> 00:03:25.805
sur sa position et son moment.

00:03:25.805 --> 00:03:28.223
Sa position n'est pas limitée
à un seul point.

00:03:28.223 --> 00:03:31.288
Il y a une bonne probabilité de le trouver
dans une zone bornée

NOTE Paragraph

00:03:31.288 --> 00:03:33.127
en dehors du centre du paquet d'ondes;

00:03:33.127 --> 00:03:36.046
et nous avons formé ce paquet
en additionnant de nombreuses ondes :

NOTE Paragraph

00:03:36.046 --> 00:03:39.062
il est donc possible trouver cet objet 
avec un moment

00:03:39.062 --> 00:03:41.731
correspondant à n'importe laquelle 
de ces ondes.

00:03:41.731 --> 00:03:44.660
La position et le moment 
sont incertains,

00:03:44.660 --> 00:03:46.236
et ces incertitudes sont reliées.

00:03:46.236 --> 00:03:48.919
Si vous voulez réduire 
l'incertitude sur la position,

00:03:48.919 --> 00:03:52.258
en faisant un paquet d'ondes plus petit,
vous devez ajouter plus d'ondes,

00:03:52.258 --> 00:03:55.115
d'où une plus grande incertitude 
quant au moment.

00:03:55.115 --> 00:03:56.974
Pour mieux connaitre
le moment,

00:03:56.974 --> 00:03:58.973
il vous faut un paquet d'ondes plus grand,

00:03:58.973 --> 00:04:01.172
donc plus d'incertitude sur la position.

00:04:01.172 --> 00:04:03.331
Voilà le principe d'incertitude 
de Heisenberg,

00:04:03.331 --> 00:04:04.793
établi pour la première fois

00:04:04.793 --> 00:04:08.625
par le physicien allemand
Werner Heisenberg en 1927.

00:04:08.625 --> 00:04:12.589
Cette incertitude est pas une question
de mesure mal ou bien effectuée,

00:04:12.589 --> 00:04:14.520
mais un résultat inéluctable

00:04:14.520 --> 00:04:17.451
de la combinaison 
des natures ondulatoire et corpusculaire.

00:04:17.451 --> 00:04:20.823
Le principe d'incertitude est pas 
une simple limite pratique à la mesure.

00:04:20.823 --> 00:04:23.733
C'est une limite sur les propriétés
qu'un objet peut avoir,

00:04:23.733 --> 00:04:28.157
intégré à la structure fondamentale 
de l'univers lui-même.