Qui n'a souhaité pouvoir comprendre la physique ? Qui n'a été rebuté, sinon découragé, par l'arsenal de formules inextricables ? Ainsi s'est creusé chaque jour davantage le fossé entre tes deux cultures, ta littéraire et la scientifique, l'une ignorant le monde, l'autre négligeant l'homme. En rédigeant ce traité de physique pour les profanes, lui qui en a tant écrit pour les spécialistes, Bernard Diu contribue à combler ce fossé. De la science classique à la théorie quantique, il explique comment tes physiciens ont relaté le récit de la nature, en se décourageant parfois, en se trompant beaucoup, mais en reprenant toujours le fil.

Traité de physique à l'usage des profanes

Personnages étranges, intrigues et énigmes, fascination et rivalités, enthousiasme, désespoir, et puis coup de théâtre : la recherche scientifique est romanesque. Au début des années 1960, les physiciens cherchaient à comprendre comment les particules élémentaires sont créées. Le bootstrap associait la relativité et la mécanique quantique. Jeune normalien, l'auteur se lança dans l'aventure que lui proposait un aîné venu d'ailleurs, il ne sut jamais d'où. Mais voilà, cette théorie a été remplacée par les quarks, des particules encore plus petites. Tant de labeur pour rien ? Non. En écrivant ce livre, Bernard Diu a découvert qu'il avait prédit l'existence d'une particule qui a bel et bien été observée depuis. Le roman de la passion scientifique. Bernard Diu est professeur émérite de physique théorique à l'université Paris-VII-Denis-Diderot. Il a publié Les Atomes existent-ils vraiment ? , Traité de physique à l'usage des profanes et La Physique mot à mot.

Théories meurent aussi (Les) - Bootstrap ou quarks ?

Que l'on se rassure : les atomes existent bel et bien. Pourtant, quelque puriste pointilleux pourrait s'interroger sur la signification de cette expression : que doit-on entendre par « existence réelle » s'agissant d'objets dont la taille se mesure en cent-millionièmes de centimètre et dont le comportement obéit à des lois (celles de la mécanique quantique) si fondamentalement distinctes de celles que nous avaient enseignées plusieurs siècles de physique dite « classique » depuis Galilée et Newton ? D'ailleurs, la réalité des atomes et des molécules a donné lieu, au tournant du siècle (vers 1900), principalement autour des phénomènes et concepts qui font l'objet de cet ouvrage, à une controverse parfois féroce. Ainsi, Paul Pascal qui avait été un chimiste hors pair racontait pourtant que, alors jeune étudiant et candidat en 1905 au certificat de chimie générale à la Sorbonne, il fut collé par un professeur qui niait l'existence des atomes et n'admettait pas qu'on l'envisageât. Pire encore : le viennois Ludwig Bolztmann, génial promoteur de la mécanique statistique fut poussé au suicide en 1906 par les sarcasmes de ses détracteurs. Or quelques mois plus tard cette même année, un français, Jean Perrin démontrait par une série d'expériences irréfutables la présence des atomes et la validité de la mécanique statistique. Peut-être faut-il quand même être juste et reconnaître que les anti-atomistes, pour se montrer si intraitables et percutants, disposaient eux aussi d'une théorie physique remarquable par sa cohérence et son efficacité - la thermodynamique, dont Bernard Diu parle abondamment, et qui n'avait apparemment que faire des atomes. Après avoir clarifié en tout premier ce qu'est une théorie physique, ce qu'est la physique et ce qu'elle n'est pas, Bernard Diu nous explique très simplement les intrications et les éventuelles oppositions entre la thermodynamique et la mécanique statistique. Bernard Diu, ancien élève de l'Ecole normale supérieure, est professeur à l'Université Paris VII.

Les atomes existent-ils vraiment ?

Voici un manuel de thermodynamique « classique » : la mécanique quantique ni la physique statistique ne sont supposées connues. La thermodynamique est présentée comme une théorie en soi, fondée sur un postulat qui lui est propre et sert tout au long de référence ultime. Par la diversité des thèmes et des niveaux de difficulté, cet ouvrage s'adresse tant aux étudiants débutants (licence « européenne » ou classes préparatoires aux grandes Écoles) qu'aux plus expérimentés (master ou préparation à l'agrégation), voire aux doctorants. Les enseignants y trouveront matière à étoffer leur cours ou leurs séances de travaux dirigés. Ce livre juxtapose de multiples éléments - 9 chapitres, 26 « compléments », et 12 « suppléments » largement indépendants les uns des autres, mais constituant un ensemble cohérent. Les premiers chapitres posent les bases théoriques : postulat fondamental et condition d'entropie maximale, équilibre, stabilité, fonctions et potentiels thermodynamiques. Puis viennent les applications tant leur description phénoménologique que leur interprétation théorique des plus classiques (fluides purs, changements d'états, mélanges) à d'autres, plus élaborées (milieux diélectriques ou magnétiques, solutions électrolytiques, piles électriques, surfaces et interfaces, réactions chimiques, transitions de phases continues, élasticité). L'ultime chapitre aborde les phénomènes irréversibles et présente les lois élémentaires du transport.

Thermodynamique

Personnages étranges, intrigues et énigmes, fascination et rivalités, enthousiasme, désespoir, et puis coup de théâtre : la recherche scientifique est romanesque. Au début des années 1960, les physiciens cherchaient à comprendre comment les particules élémentaires sont créées. Le bootstrap associait la relativité et la mécanique quantique. Jeune normalien, l'auteur se lança dans l'aventure que lui proposait un aîné venu d'ailleurs, il ne sut jamais d'où. Mais voilà, cette théorie a été remplacée par les quarks, des particules encore plus petites. Tant de labeur pour rien ? Non. En écrivant ce livre, Bernard Diu a découvert qu'il avait prédit l'existence d'une particule qui a bel et bien été observée depuis. Le roman de la passion scientifique.

Les théories meurent aussi - Bootstrap ou quarks ?

Mécanique quantiquet.3 ; fermions, bosons, photons, corrélations et intrication

Personnages étranges, intrigues et énigmes, fascination et rivalités, enthousiasme, désespoir, et puis coup de théâtre : la recherche scientifique est romanesque. Au début des années 1960, les physiciens cherchaient à comprendre comment les particules élémentaires sont créées. Le bootstrap associait la relativité et la mécanique quantique. Jeune normalien, l'auteur se lança dans l'aventure que lui proposait un aîné venu d'ailleurs, il ne sut jamais d'où. Mais voilà, cette théorie a été remplacée par les quarks, des particules encore plus petites. Tant de labeur pour rien ? Non. En écrivant ce livre, Bernard Diu a découvert qu'il avait prédit l'existence d'une particule qui a bel et bien été observée depuis. Le roman de la passion scientifique. Bernard Diu est professeur émérite de physique théorique à l'université Paris-VII-Denis-Diderot. Il a publié Les Atomes existent-ils vraiment ?, Traité de physique à l'usage des profanes et La Physique mot à mot.

Cet ouvrage, issu de nombreuses années d'enseignements universitaires à divers niveaux, a été conçu afin de faciliter le premier contact avec la physique quantique et d'aider ensuite le lecteur à progresser continûment dans la compréhension de cette physique. Les deux premiers tomes, publiés il y a plus de 40 ans, sont devenus des classiques dans le monde entier, traduits dans de multiples langues. Ils se placent toutefois à un niveau intermédiaire et ont été complétés par un troisième tome d'un niveau plus avancé. L'ensemble est systématiquement fondé sur une approche progressive des problèmes, où aucune difficulté n'est passée sous silence et où chaque aspect du problème est discuté (en partant souvent d'un rappel classique). Cette volonté d'aller au fond des choses se concrétise dans la structure même de l'ouvrage, faite de deux textes distincts mais imbriqués : les " chapitres " et les " compléments ". Les chapitres présentent les idées générales et les notions de base. Chacun d'entre eux est suivi de plusieurs compléments, en nombre variable, qui illustrent les méthodes et concepts qui viennent d'être introduits ; les compléments sont des éléments indépendants dont le but est de proposer un large éventail d'applications et prolongements intéressants. Pour faciliter l'orientation du lecteur et lui permettre d'organiser ses lectures successives, un guide de lecture des compléments est proposé à la fin de chaque chapitre. Le tome II se situe à un niveau un peu plus élevé que le tome I, en abordant des problèmes plus délicats comme la théorie des collisions, le spin et les calculs des perturbations indépendante ou dépendante du temps. Il fait une première incursion dans l'étude des particules identiques. Dans ce tome, comme dans le précédent, toute notion théorique est immédiatement illustrée par des applications diverses présentées dans des compléments. Comme le tome I, il a bénéficié de quelques corrections mais il a également été augmenté : le chapitre XIII traite maintenant des perturbations aléatoires et un complément entier sur la relaxation y a été ajouté.

Mécanique quantique - Tome 2

Cet ouvrage fait suite aux deux premiers volumes Mécanique quantique - Tomes I et II.

Ce troisième tome de mécanique quantique se place dans la même optique que les précédents tomes, avec une rédaction où toutes les étapes des raisonnements sont explicitées et les calculs détaillés. Chaque chapitre est suivi d'une série de compléments destinés à appliquer à un certain nombre d'exemples intéressants les connaissances acquises. L'ouvrage s'adresse à des physiciens ou des chimistes déjà familiers avec les principes de base de la mécanique quantique.

La première partie de l'ouvrage concerne l'étude des ensembles de particules identiques, le formalisme des opérateurs de création et d'annihilation, des opérateurs champ, etc. De nombreux exemples sont traités dans les compléments, en particulier les méthodes de champ moyen (équations de Hartree-Fock pour des fermions, de Gross-Pitaevskii pour des bosons). L'appariement en mécanique quantique est introduit en traitant dans un même cadre général fermions (théorie « BCS », pour Bardeen-Cooper-Schrieffer) et bosons (théorie de Bogolubov). La seconde partie concerne la théorie quantique du champ électromagnétique : émission spontanée, transitions à plusieurs photons, atome habillé, etc. avec des perspectives sur des méthodes expérimentales comme le pompage optique et le refroidissement et le piégeage d'atomes par des faisceaux laser. Un dernier chapitre traite de l'intrication quantique, de l'argument d'Einstein, Podolsky et Rosen ainsi que du théorème de Bell, insistant ici aussi sur l'importance des corrélations.

Traité de physique à l'usage des profanes

Résumé

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