Mécanique quantique

Cette page est associée au cours de Mécanique quantique de la troisième année de Licence de l’Université Paris Diderot (année 2017–2018).

La Physique quantique est aujourd’hui le cadre général de toutes les théories physiques fondamentales, hormis la théorie de l’espace-temps (théorie de la Relativité Générale). Elle marque une rupture profonde avec les présupposés de la Physique dite “classique” (au sens de “non quantique”), et conduit à une représentation du monde physique entièrement nouvelle, parfois déroutante, mais soutenue jusqu’à ce jour par toutes les observations expérimentales à notre portée et par les diverses investigations théoriques auxquelles elle a donné lieu.

Ce cours propose une introduction aux concepts et outils élémentaires de la « Mécanique quantique », ainsi qu’aux phénomènes nouveaux qu’elle permet à la fois de prévoir et d’élucider.

La présentation du formalisme général de la Mécanique quantique permettra de mettre en lumière certains faits et résultats essentiels au cœur de la Physique moderne, qui s’avèrent parfois contraires à l’intuition mais sont toujours confirmés par l’expérience.

Le cours abordera notamment les notions suivantes et les propriétés quantiques associées :

  • état quantique, espace des états d’un système
  • notion d’observable physique
  • systèmes à deux états : qubit
  • spin 1/2
  • intrication quantique
  • évolution des systèmes quantiques, équation de Schrödinger
  • opérateurs “position” et “impulsion”
  • observables “compatibles” ou “incompatibles”, relation d’indétermination
  • fonction d’onde spatiale, représentation position, représentation impulsion
  • dynamique d’une particule, libre ou soumise à un potentiel à une dimension
  • oscillateur harmonique : états de Fock, opérateurs de création et d’annihilation
  • indiscernabilité des particules quantiques : fermions et bosons

Les vidéos du cours seront mises en ligne au fil du semestre sur ma chaîne Youtube de cours.

N’hésitez pas à poser des questions associées aux thèmes abordés via les commentaires sur ce site ou préférentiellement au bas de chaque vidéo sur YouTube, afin que d’autres visiteurs ou abonnés de la chaîne puissent également profiter des réponses.

Galerie des vidéos du cours (à retrouver sur YouTube) :