Introduction à la mécanique quantique

Le but de cet article est de présenter une introduction accessible, non technique, au sujet. Pour l'article encyclopédique consulter Mécanique quantique. La mécanique quantique est la science de l'infiniment petit : elle regroupe l'ensemble des travaux scientifiques qui interprètent le comportement des constituants de la matière, et ses interactions avec l'énergie, à l'échelle des atomes et des particules subatomiques. La physique classique décrit la matière et l'énergie à l'échelle humaine, dans leur observation de tous les jours, y compris les corps célestes. Elle reste fondamentale pour tout ce qui concerne les mesures physiques pour la science moderne et la technologie. Mais à la fin du , les scientifiques ont découvert des phénomènes que la physique classique ne pouvait expliquer, tant à l'échelle macroscopique que microscopique. Comme l'explique Thomas Kuhn dans son analyse sur la philosophie des sciences, La Structure des révolutions scientifiques, la compréhension de ces paradoxes a donné lieu à deux révolutions majeures en physique qui ont changé le paradigme de la science : la théorie de la relativité et le développement de la mécanique quantique. Cet article décrit comment les physiciens ont découvert les limitations de la physique classique et développé les principaux concepts de la théorie quantique qui l'ont remplacée dans les premières décennies du . Ces concepts sont globalement décrits dans l'ordre de leur découverte. Pour une description plus détaillée, voir l'Histoire de la mécanique quantique. En physique, le mot « quantum » désigne la quantité minimale de toute entité physique impliquée dans une interaction. Certaines caractéristiques de la matière ne peuvent prendre que certaines valeurs précises distinctes les unes des autres, elles sont dites « discrètes ». La lumière se comporte parfois comme des particules, parfois comme des ondes. La matière, composée de particules telles que les électrons et les atomes, présente aussi des comportements duaux.