Ondes, matière et Univers , livre ebook

ONDES MATIÈRE ET UNIVERS
RELATIVITÉ GÉNÉRALE, PHYSIQUE QUANTIQUE ET APPLICATIONS
Alain ASPECT (Institut d’Optique Graduate School, Université Paris-Saclay, École Polytechnique), Françoise BALIBAR Université
ParisDiderot), François BOUCHET (Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS & Sorbonne Université-UPMC), Jean BRICMONT (Université
catholique de Louvain), Claude COHEN-TANNOUDJI (Prix Nobel de Physique 1997, Laboratoire Kastler Brossel, CNRS,ENS-PSL
Research University, Collège de France ), Jean DALIBARD (Collège de France et Laboratoire Kastler Brossel, CNRS, ENS-PSL Research
ONDES MATIÈRE ET UNIVERS
University,UPMC-Sorbonne Universités), Bernard DIU (Université Paris Diderot), Serge HAROCHE (Prix Nobel de Physique 2012,
Laboratoire Kastler Brossel, CNRS,ENS-PSL Research University, Collège de France), Patrice HELLO (Laboratoire de l’Accélérateur
RELATIVITÉ GÉNÉRALE, PHYSIQUE QUANTIQUE ET APPLICATIONS
Linéaire, Orsay, CNRS, IN2P3 et Université de Paris Sud), Franck LALOË (Laboratoire Kastler Brossel, ENS-UMPC), Dominique LAMBERT
(Facultés Universitaires N-D. de la Paix,Namur), Jean-Michel RAIMOND (Laboratoire Kastler Brossel, CNRS,ENS-PSL Research University,
UPMC-Sorbonne Université), Christophe SALOMON (Laboratoire Kastler Brossel ENS-PSL Research University ; CNRS, UPMC-Sorbonne
Université, Collège de France), Michel SERRES (Membre de l’Académie française), Simone SPEZIALE (Centre de Physique Théorique,
CNRS, Université d’Aix Marseille & Université de Toulon), Gabriele VENEZIANO (Theory Division, CERN, Collège de France),
Jean ZINN-JUSTIN (IRFU/CEA Centre de Paris-Saclay). Jean-Pierre TREUIL (A.E.I.S.).
Jacques BERTRAND (Fondation Louis de Broglie), Claude DAVIAU (Fondation Louis de Broglie), Claude ELBAZ (A.E.I.S.), Dominique
GIRARDOT (École polytechnique), Alexandre GONDRAN (École Nationale de l’Aviation Civile, Toulouse), Michel GONDRAN (A.E.I.S.),
Vladimir NOVODEREZHKIN (Institute of Physico-Chemical Biology, Moscow State University), Rienk VAN GRONDELLE (Department
of Biophysics, Faculty of Sciences, VU University Amsterdam), Elisabet ROMERO (Department of Biophysics, Faculty of Sciences,
VU University Amsterdam).
Cet ouvrage, dans la vision pluridisciplinaire de l’Académie, montre les progrès scientifiques réalisés depuis les premiers travaux
e
d’Albert Einstein et de ses contemporains du début du XX siècle sur les deux grands piliers de la Physique moderne que sont
la Relativité générale et la Mécanique quantique. Il a la prétention de rassembler les résultats et les observations scientifiques
e
les plus significatifs de la fin du XX siècle et de ce début de troisième millénaire. Malgré les difficultés actuelles des tentatives
de leur conciliation en vue de bâtir une théorie unifiée, ces deux théories montrent leur grande pertinence dans leurs domaines
respectifs de validité. Elles nous offrent une vision du monde et de l’Univers d’une richesse insoupçonnée.
Ce livre comporte quatre parties.
1) Relativité, ondes de l'univers.
2) Dualité ondes/corpuscules de la physique quantique.
3) Ondes, matière et quantification.
4) Une nouvelle révolution scientifique à l'horizon ?
La même exigence traverse en filigrane tous les travaux ou réflexions présentés : l’exigence d'accroître et d’affiner constamment Gilbert Belaubre
les techniques d’observations et d’expérimentations, et de construire parallèlement les outils mathématiques nécessaires à Gilles Cohen-Tannoudji
l’analyse de leurs résultats ; l’exigence de tester les implications des théories jusqu’aux dernières limites permises par ces Claude Elbaz
Michel Gondran,
possibilités observationnelles et expérimentales ; pour résumer l’exigence de mettre sans cesse à l’épreuve les théories dans
leur conformité aux observations et expériences, et, à travers leur interprétation, dans le rapport que nous leur attribuons à la Victor Mastrangelo
« réalité » de notre Univers. Jean Schmets
Jean-Pierre Treuil
ISBN: 978-2-7598-2264-5

ONDES MATIÈRE ET UNIVERS
RELATIVITÉ GÉNÉRALE, PHYSIQUE QUANTIQUE ET APPLICATIONSOndes matière et Univers
Relativité générale,
physique quantique et
applications
Académie Européenne Interdisciplinaire des SciencesISBN (papier) : 978-2-7598-2264-5
ISBN (ebook) : 978-2-7598-2265-2
Cet ouvrage est publié en Open Access sous licence creative commons CC-BY-NC-ND
(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/.0/fr/) permettant l’utilisation non
commerciale, la distribution, la reproduction du texte, sur n’importe quel support,
à condition de citer la source.
© AEIS, 20183
La collection de l’AEIS
Les travaux de l’Académie Européenne Interdisciplinaire des Sciences
portent depuis plus de dix ans sur les questions majeures auxquelles est confrontée la
recherche à la croisée de plusieurs disciplines. Et la présente collection a pour but de faire
le point sur ces questions.
Nos ouvrages sont issus de séminaires mensuels et de congrès bisannuels
pluridisciplinaires auxquels sont associés de nombreux chercheurs extérieurs. Notre ambition est de
faciliter les échanges entre programmes de recherche spécialisés. Elle est aussi d’informer
un public plus large sur les avancées récentes.
Pour chacun des ouvrages et en concertation avec les auteurs, un comité de lecture
a pour tâche de coordonner l’ensemble des contributions conformément aux objectifs
poursuivis, et d’en faire ressortir les lignes de force.
Les ouvrages de l’Académie recourront à deux formes de publication : le livre-papier
avec diffusion dans les bibliothèques des universités et des centres de recherche et en
librairie, et/ou la version électronique en ligne dans la section e-Books du site de l’éditeur
EDP Sciences.
Notre premier ouvrage de la collection : Formation des systèmes stellaires et
planétaires-Conditions d’apparition de la vie est disponible en téléchargement gratuit au format PDF
à l’adresse suivante :
https://www.edp-open.org/books-in-french/312-formation-des-systemes-stellaires-et-planetaires#Formation-des-systemes-stellaires-et-planetaires
ONDES MATIÈRE ET UNIVERS - RELATIVITÉ GÉNÉRALE, PHYSIQUE QUANTIQUE ET APPLICATIONS

Table des matières
La collection de l’AEIS 1
Présentation générale 7
La seconde année miraculeuse d’Einstein 25
PREMIÈRE PARTIE
Relativité, Ondes de l’Univers
Présentation 35
Chapitre 1 : Les ondes gravitationnelles. Une nouvelle fenêtre sur l’Univers 45
Chapitre 2 : Génération d’ondes gravitationnelles par les systèmes binaires compacts 65
Chapitre 3 : La première détection d’ondes gravitationnelles 95
Chapitre 4 : Lentilles gravitationnelles faibles : applications en cosmologie 105
Chapitre 5 : Cosmology with the Planck satellite: from quantum foam to the cosmic web 131
DEUXIÈME PARTIE
Dualité Ondes/Corpuscules de la Physique quantique
Présentation 163
Chapitre 6 : Situation actuelle de la mécanique quantique :
de s d if f cul t é s c onc e p t ue ll e s su b sis t e nt 173
Chapitre 7 : Tests expérimentaux de la non localité quantique avec des paires de
photons intriqués 201
Chapitre 8 : La théorie de de Broglie-Bohm comme façon rationnelle de
compléter la mécanique quantique 237
Chapitre 9 : Atomes et lumière en équilibre thermique :
de l’argument d’Einstein aux mélasses optiques 265
Chapitre 10 : Bohr’s Legacy in Cavity QED 291
ONDES MATIÈRES ET UNIVERS - RELATIVITÉ GÉNÉRALE, PHYSIQUE QUANTIQUE ET APPLICATIONSf
f
TABLE DES MATIÈRES
TROISIÈME PARTIE
Ondes, matière et quantication
Présentation 339
Chapitre 11 : Renormalisation et groupe de renormalisation
Le s i nfn i s e n p hys i q ue mic ros co p i q u e con t e m p o r a in e 351
Chapitre 12 : A Quantic Universe before the Big Bang(s)? 369
Chapitre 13 : Loop quantum gravity and exploding black holes 385
QUATRIÈME PARTIE
Une nouvelle révolution scientique à l’horizon ?
Présentation 401
Chapitre 14 : From Einstein, Bohr, Schrödinger to Bell and Feynman:
a New Quantum Revolution? 407
Chapitre 15 : Mécanique quantique 435
eChapitre 16 : La mesure du Temps au XXI siècle 451
Chapitre 17 :Lat h é o r iede s p ro b a b ili t é s etlepro b lè m e de l ’ ef f c ac i té
(dé-)raisonnable des mathématiques 463
Chapitre 18 :Peti t eP o u c e t t e . Le s no u ve a u x dé f s de l ’ Éd u c at i on 481
Pour conclure 489
APPENDICES
Présentation 493
Appendice 1 : Comment comprendre la mesure du spin et l’expérience EPR-B ?
Une interprétation causale 495
Appendice 2 : U ne o nd e deD i r ac a ug me n t é e v is a nt l’ u n if c at io n de s i n t e r ac t io n s 509
Appendice 3 : Le programme d’Einstein : une contribution 517
Appendice 4 : The Quantum Design of Photosynthesis 525
Remerciements 531
Présentation de l’Académie européenne interdisciplinaire des sciences 5337
Présentation générale
L’académie Européenne Interdisciplinaire des Sciences (AEIS), son Président et le Comité
des publications sont heureux de vous présenter le deuxième volume de sa ligne de
publications, conçu à partir du thème du colloque organisé les 11 et 12 février 2016 et intitulé
ONDES, MATIÈRE et UNIVERS
Relativité générale, Physique quantique et applications
Ce livre, dans la vision pluridisciplinaire de l’Académie, montre les progrès scientifques
réalisés depuis les premiers travaux d’Albert Einstein et de ses contemporains du début du
eXX siècle sur les deux grands piliers de la Physique moderne que sont la Relativité générale
et la Mécanique quantique. Il vise à rassembler les résultats et les observations scientifques
eles plus signifcatifs de la fn du XX siècle et de ce début de troisième millénaire. Malgré
les diffcultés des tentatives actuelles de conciliation de ces deux piliers de la Physique en