Remodeler quantitativement la géopolitique du XXe siècle: une analyse de Dr. Amr Muhammad Abbas Mahjoub

Le quantique en physique (en anglais : quantum, pluriel de quanta) est un terme physique utilisé pour décrire la plus petite quantité en laquelle peuvent être divisées certaines caractéristiques naturelles, comme l’énergie, telle qu’elle est transmise sous forme quantique, c’est-à-dire petite. des unités qui n’existent pas plus petites qu’eux ; La charge électrique est aussi quantique, dont la plus petite unité est la charge élémentaire, la charge de l’électron. Sur la base de cette théorie, un vaste répertoire de connaissances a été construit, et la science et l’industrie se sont efforcées de le faire passer de la théorie à l’application.

La mécanique quantique s’est progressivement développée à partir de théories expliquant des observations incompatibles avec la physique classique. Tout au long du siècle jusqu’à aujourd’hui, les bases de la physique quantique ont été posées par Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Max Born, Paul Dirac et d’autres. Contrairement à la relativité, la mécanique quantique ne peut être attribuée à un seul monde. De nombreux scientifiques ont contribué à la formulation et à l’établissement de principes révolutionnaires qui ont progressivement été acceptés et vérifiés expérimentalement dans le monde. La période entre 1900 et 1930.

Si la relativité a changé la physique absolue de Newton, la physique quantique a changé la certitude de la physique newtonienne, la stabilité et même la relativité, au niveau subatomique en 1930, lorsque Niels Bohr a appliqué les hypothèses quantiques de Planck au modèle de l’atome d’Ernest Rutherford, qui affirmait que les électrons tournent autour de l’atome. noyau, de la même manière que les planètes tournent autour du soleil. Bohr a proposé que les électrons soient limités aux orbites autour du noyau des atomes. Cependant, les électrons peuvent sauter entre des orbites spécifiques, et ces sauts provoquent une émission d’énergie qui provoque des couleurs de lumière spécifiques, observables sous forme de raies spectrales. L’équation de Planck contenait un nombre qui serait plus tard très important pour le développement futur de la mécanique ; C’est ce que l’on appelle aujourd’hui la constante de Planck. À la lumière de ce modèle, les quanta d’énergie contenaient la différence d’énergie résultant des sauts. Divisée par la constante de Planck, cette différence déterminait la couleur de la lumière transmise par ces quanta.

La mécanique quantique a contribué à expliquer et à expliquer de nombreux mystères de la physique. Certaines propriétés, telles que la position, la vitesse et la couleur, remettaient en question une hypothèse de base de la mécanique classique. L’explication était ce qu’on appellerait le « principe d’incertitude de Heisenberg », selon lequel plus la capacité à déterminer avec précision l’emplacement d’un électron est grande, moins la capacité à déterminer avec précision sa vitesse est grande, et vice versa. Le fait que la lumière se comporte tantôt comme une particule, tantôt comme une onde, contredit des expériences bicentenaires qui montraient que la lumière se comporte comme une onde, comme les vagues à la surface d’un lac calme. Ainsi que la propriété de détourner la lumière de son rebond sur les murs et de sa courbure dans les coins.

La théorie quantique des champs a servi de base au développement de théories quantiques sur les forces fondamentales de la nature : la force électromagnétique, la force nucléaire faible, la force nucléaire forte et la gravité. Cela a finalement conduit au modèle standard de la physique des particules. Cependant, la théorie quantique des champs n’a pas réussi à produire une explication quantitative de la gravité, mais la quête se poursuit aujourd’hui dans l’étude de la théorie des cordes et d’autres. La physique s’est également penchée sur la formation de l’atome et a découvert les composants protons et neutrons des quarks et d’autres corps tels que les particules bosons et autres.
Il existe des applications de la physique quantique dans divers domaines de notre vie quotidienne, par exemple dans les lasers des lecteurs Blu-ray, les lecteurs de codes-barres, les lasers utilisés dans les opérations médicales, les horloges atomiques ultra-précises utilisées dans les systèmes de guidage et de navigation par satellite des voitures, ainsi qu’un large gamme d’appareils électroniques.L’autre minute.

Le 13 décembre 2022, une équipe du laboratoire national Lawrence Livermore du ministère américain de l’Énergie a annoncé que, pour la première fois dans l’histoire, elle avait réussi à obtenir des résultats positifs grâce à une réaction de fusion nucléaire sûre. Les chercheurs ont pu diriger 192 faisceaux laser sur un échantillon de deutérium confiné à l’intérieur d’une capsule de la taille d’un raisin ou un peu moins, pour le chauffer jusqu’à ce qu’il atteigne des dizaines de millions de degrés Celsius et que la fusion nucléaire commence à se produire. C’était la première fois que la réaction maintenait sa stabilité et, plus important encore, elle produisait une quantité d’énergie (3 mégajoules) supérieure à la quantité d’énergie entrant dans la réaction (2 mégajoules).

La fusion nucléaire fusionne les noyaux de deux atomes, réunissant leurs protons. Ainsi, le nombre de protons de l’élément augmente et celui-ci se transforme en un autre élément, ce qui se produit dans le noyau du soleil. La fusion nucléaire est l’opposé de la fission nucléaire. Dans la fusion, les atomes sont combinés et libèrent une énorme quantité d’énergie, tandis que dans la seconde, les atomes sont divisés et une plus petite quantité d’énergie est libérée. La fusion nucléaire produit environ 4 millions de fois l’énergie produite par les réactions chimiques qui se produisent lors de la combustion du charbon, du pétrole ou du gaz, et 4 fois l’énergie produite par les réactions de fission nucléaire. Le combustible de fusion nucléaire est largement disponible et presque inépuisable, car le deutérium (l’un des isotopes de l’hydrogène) peut être distillé à partir de toutes les formes d’eau (l’eau de mer, par exemple). L’utilisation de l’énergie de fusion nucléaire pourrait donc réduire considérablement les prix mondiaux de l’électricité. Le principal sous-produit de la fusion nucléaire est l’hélium, un gaz inerte et non toxique.

La physique quantique a contribué au développement de l’ordinateur, depuis les ordinateurs classiques utilisant des transistors, représentés par la fermeture ou l’ouverture de 1 ou de 0, c’est-à-dire à travers seulement deux possibilités, jusqu’à l’utilisation de qubits, qui fonctionnent sur 1, 0 ou les deux. en même temps à travers une infinité de possibilités. Les expériences de Google ont prouvé en 2019 qu’un ordinateur quantique peut résoudre un problème en quelques minutes, alors qu’un ordinateur classique peut mettre mille ans pour résoudre le même problème. Dans un ordinateur quantique, on utilise des particules élémentaires, c’est-à-dire des électrons ou des photons. L’ordinateur quantique repose sur trois phénomènes physiques quantiques : la superposition quantique ; Intrication quantique Interférence quantique, qu’elle soit destructrice ou constructive. Les ordinateurs publics constituent une nouvelle façon de traiter les données et de les analyser également d’une nouvelle manière.

Dans les années 1980, le physicien Richard Fayman, lauréat du prix Nobel, a proposé que l’imitation de la nature nécessiterait la création d’ordinateurs quantiques, mais cette idée n’a reçu une attention particulière qu’après qu’Edward Sneddon (un agent de la CIA ayant fait défection) ait divulgué début 2014 un document indiquant que les États-Unis Les États ont commencé à travailler au développement d’un ordinateur quantique capable de briser la plupart des types de cryptage qui existent aujourd’hui et de pirater les données de millions de personnes dans le monde. En 1995, le ministère américain de la Défense a organisé le premier atelier sur l’informatique quantique à l’Université de l’Arizona.

Dr Amr MA Mahgoub
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