A × C = 8, ou pourquoi quand je me présente la réaction est j'ai vu un reportage sur Arte.
Monday Oct 30, 2017 22:30
Tu fais quoi dans la vie ?
Je suis docteur en physique théorique. Quand je dis que j'ai fait une thèse en physique, j'ai souvent comme réaction
Cela m'est encore arrivé ce vendredi. Je viens d'un domaine où expliquer ce que je fais ou étudie n'est pas directement accessible au public. Ce n'est généralement pas le cas dans les sciences humaines. Ces derniers peuvent souvent donner leur sujet de thèse et être compris, par exemple, Les recueils de poésie funèbre imprimés en Italie, en France et dans les Îles britanniques (1587-1644). Je n'ai jamais étudié la littérature comparée et pourtant je comprends ce titre de thèse. Mon titre de thèse est Nouvelles phases électroniques avec orbitales eg dans les réseaux triangulaires. Je ne le dis jamais car plus d'un mot sur deux est incompréhensible par le public. Je dis encore moins ce que je fais en pratique car cela rend le sujet encore plus obscur. En effet, je vais souvent faire des calculs du genre A × B = 8. Et c'est pourtant extrêmement simple dès qu'on explique par étape.Le système
J'ai un réseau, c'est à dire que mon système est une collection de points, appelés sites.
Par exemple, une ligne de 4 sites
× × × ×
L'objet
J'étudie des électrons. Ils ont la particularité de ne pas pouvoir se trouver au même endroit en même temps. Ici, endroit a une définition un peu particulière car ça ne se réfère pas à un lieu, mais à un état. Oublions cet aspect pour des raisons de simplicité. Cela veut dire que sur chaque site ×, je peux avoir soit 0, soit 1 électron. Voici toutes les possibilités :
| × | × | × | × |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0000 | = | 0 |
| 0001 | = | 1 |
| 0010 | = | 2 |
| 0011 | = | 3 |
| 0100 | = | 4 |
| 0101 | = | 5 |
| 0110 | = | 6 |
| 0111 | = | 7 |
| 1000 | = | 8 |
| 1001 | = | 9 |
| 1010 | = | A |
| 1011 | = | B |
| 1100 | = | C |
| 1101 | = | D |
| 1110 | = | E |
| 1111 | = | F |
La problématique
On considère deux états, par exemple 1010 (A) et 1100 (C), et on se demande quels sont les sites occupés par les deux états. Pour cela, on se demande pour chaque site s'il y a un électron sur A et C. et se comporte comme on peut si attendre.
- 0 et 0 ne donne rien (0).
- 0 et 1 ne donne rien (0).
- 1 et 0 ne donne rien (0).
- 1 et 1 donne quelque chose (1).
| 0 | × | 0 | = | 0 |
| 0 | × | 1 | = | 0 |
| 1 | × | 0 | = | 0 |
| 1 | × | 1 | = | 1 |
| 1010 | |
| × | 1100 |
| = | 1000 |
Le scientifique dans la société
En fait, même des sujets qui apparaissent compliqués sont seulement une association de concepts simples comme celui que je viens de présenter.
Malgré cela, la représentation pour le grand public des sciences dures est bien loin de la vérité
et perdure avec des documentaires et des divertissements avec pleins de représentations artistiques des travaux et d'équations compliquées.
Cela donne par exemple dans un épisode de The Big Bang Theory
Bien que d'apparence compliquée, cela est assez simple.
Il y a premièrement une erreur dans la question.
On a un électron, à gauche, qui interagit avec un muon, à droite, grâce à un photon, au milieu. Si on prend le carré du module de cette somme, on obtient la probabilité d'interaction entre un électron et un muon, appelée section efficace. Prendre le carré veut dire multiplier le résultat par lui-même, par exemple x × x. Le module est la distance par rapport à 0, par exemple 1 est à 1 de 0 et -2 à 2 de 0. Lorsque les objets sont très petits, les règles changent et les choses ne se passent pas toujours comme notre entendement peut le percevoir. On ne sait pas si deux particules vont interagir, on calcule donc leur probabilité d'interaction. C'est ce à quoi cette somme sert. Il y a quelques règles à respecter en physique comme la conversation de l'énergie et de l'impulsion, c'est le terme entouré en bleu sur la seconde ligne. Un étudiant en physique passera environ deux heures à calculer un tel terme la première fois. La partie supérieure avec le diagramme est juste une manière plus élégante et courte d'écrire la somme qui se trouve en bas. Pourtant ces écritures sont biens équivalentes. Tout cela pour vous dire que tout cela paraît compliqué car c'est juste écrit dans une autre langue, la physique, mais que la traduction est compréhensible.
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