QUANTUM (au pluriel QUANTA)

Source: http://www.peiresc.org/DINER/Lexique.pdf

 

Le concept de quantum est le concept central de la Théorie Quantique, au point que celle ci se dénommait au départ Théorie des Quanta. En anglais on dit toujours Quantum Theory. Grain d'énergie dans les échanges entre la matière et la lumière, le concept de quantum s'est enrichi au fil du développement de la conception du dualisme onde-corpuscule, qu'il a lui même contribué à fonder. Malgré les réticences de Planck, l'inventeur des quanta d'énergie, Einstein fit évoluer ce concept en le considérant comme un quantum de lumière. Démarche décisive où le quantum apparaît comme une caractéristique quantique du champ. C'est le héros central de la Théorie Quantique des Champs. En fait entre Planck et Einstein s'instaure le double jeu où s'enfermera la mécanique quantique: d'un côté l'observable macroscopique-le grain d'énergie localement détectable par interaction avec la matière (la photodétection) - de l'autre 266 l'état du système enfermé dans une boîte noire, mais qui n'est en rien une description de ce système, sauf à vouloir exhiber des propriétés curieuses ou paradoxales. Ainsi d'un quantum qui caractérise l'excitation du champ, mais qui n'est localisé nulle part et participe d'une "caractérisation" globale du champ. Lui donner un statut de "particule" à cause de son caractère discret, masque mal sa nature profonde d'objet quantique, englué dans le dualisme onde-corpuscule. Le caractère de particule du quantum est d'une certaine façon purement métaphorique. Paradoxalement le quantum-particule se rapporte à des aspects non-locaux du champ alors que la description locale passe par l'utilisation des valeurs du champ en tout point de l'espacetemps. On ne détecte pas un quantum, mais on peut observer des signaux discrets dont le comptage correspond au nombre de quanta présents dans l'état observé. Ce nombre de quanta est un observable non-compatible avec l'observable intensité du champ, car on conçoit bien que l'on ne peut observer le local et le non local dans une même expérience. Le photon est un quantum du champ électromagnétique. L'absence de quanta pour un champ signifie simplement que le champ n'est pas globalement excité; il est dans son état de plus basse énergie et continue d'exister localement. A zero quanta correspond l'état de vide du champ. Le Vide Quantique. Caractéristique non-locale du champ le quantum y joue le rôle fondamental de transporteur d"interaction" par le champ entre les "sources" du champ. En théorie quantique l'interaction apparaît comme "émission" et "absorption" de quanta virtuels du champ.