Si vous cherchez des réponses aux mystères de l’Univers, alors l’expérience des fentes de Young va vous mettre la tête à l’envers. L’expérience de Young montre à quel point le domaine de la physique quantique est complexe. Et cette expérience soulève plus de questions que de réponses sur la nature de la matière, de la lumière et de l’énergie.
1. Comment se comporte la matière
Dans l’expérience des fentes de Young, des billes de matière sont projetées à travers une seule fente et le motif créé sur le mur de derrière est une seule bande. Si l’on projette les billes à travers deux fentes, on obtient le même motif sur le mur de derrière mais avec deux bandes, ce qui est ce à quoi on peut s’attendre. À ce stade, les choses semblent être plutôt « normales ».
2. Comment se comportent les ondes
Nous allons voir que le comportement des ondes est différent de celui de la matière. Les ondes dirigées à travers une fente créent une seule bande (sur le mur de derrière), quelque chose de similaire à ce qui a été créé par les billes de matière. Cependant, lorsque l’on dirige les ondes à travers deux fentes, cela crée un motif avec une alternance de bandes claires et sombres sur le mur de derrière. C’est ce que l’on appelle un « patron d’interférence », typique des ondes.
3. Comment se comporte un électron
Un électron est un minuscule morceau de matière. La projection d’électrons à travers une seule fente crée une seule bande. C’est quelque chose qui paraît logique et qui était attendu, ils se comportent comme de la matière. Cependant, la projection d’électrons à travers deux fentes crée un résultat surprenant. Étonnamment, ils ne créent pas deux bandes comme attendu, mais un motif d’interférence similaire aux ondes sur l’écran derrière.
Les physiciens qui ont mené l’expérience originale ont émis l’hypothèse que ce motif a peut-être été créé du fait que les électrons rebondissaient les uns contre les autres. Ils ont donc essayé une autre expérience en projetant les électrons un par un afin d’éliminer ce facteur. Le résultat est alors surprenant car un patron d’interférence a été créé une fois de plus, même en projetant les électrons un par un.
4. Ajout d’un observateur à l’expérience
Pour essayer de comprendre le patron d’interférence (schéma ondulatoire) obtenu en faisant passer les électrons à travers deux fentes, les physiciens ont décidé d’observer de plus près les électrons se déplaçant à travers les fentes. Et là encore… surprise! Le simple fait d’observer a changé l’expérience. Les électrons projetés à travers deux fentes ont produit un motif avec deux bandes sur l’écran de derrière, comme le motif standard créé par de la matière. On peut alors constater que les électrons se sont comportés différemment dès lors qu’ils ont été observés. En d’autres termes, le simple fait d’observer les électrons a changé les conditions expérimentales… Au début, ils montraient un schéma ondulatoire, ce qui était déjà surprenant pour de la matière, mais dès lors que l’on a apporté un observateur, ils se sont comportés comme de la matière.
Le simple fait d’observer une particule de matière peut changer son comportement, c’est un fait! L’apparente contradiction nourrit jusqu’à présent de nombreux débats parmi les physiciens. L’expérience des fentes de Young est vraiment fascinante. Elle démontre la complexité de la physique quantique ainsi que le très peu de connaissances que nous avons sur l’Univers…
Que pensez-vous de l’expérience des fentes de Young? N’hésitez pas à nous laisser un commentaire plus bas.
